Alimentation LED infrarouge

[invite2ab855e7]

Bonjour, je cherche à alimenter de façon stable ce modèle de LED CMS infrarouge 850nm https://www.vishay.com/docs/84390/vsmy98545ads.pdf.
Pour cela j'ai réalise un PCB en epoxy sur 2 couches sur lequel j'ai posé la LED (une piste pour l’alimentation et le reste du PCB sert de plan de masse) que je relie à une alimentation de laboratoire. je l'alimente ensuite avec 1 A pour une tension d’environ 3V ce qui me fait 3W de dissipé dans la LED. Très rapidement après l'allumage le PCB , la LED monte en température.
Le problème s'est qu'en regardant le spectre lumineux grâce à un spectromètre, je peux voir le pic lumineux à 850nm se déplacer de plus dizaines de nm en longueur d'onde après quelques secondes d'allumage. Sur la datashett du composant on peut effectivement voir que l'on a un coefficient de température pour les longueurs d'onde (Température coefficient of λpIF = 0.3nm/K) et une résistance thermique de 9K/W. On voit également dans les spécifications de la datashett que les tests de la LED ont été effectué avec des temps d'allumage de l'ordre de dizaine de millisecondes.

Ma question est de savoir si il possible avec ce genre de composant d’obtenir une source lumineuse stable en longueur d'onde pendant plusieurs secondes en dissipant le plus de chaleur possible. (Par exemple j'avais pensé à utiliser un PCB en aluminium pour dissiper plus de chaleur ou alors à utiliser des dissipateurs (voir un module pelletier) à coller sur le PCB.) ou est ce que cette LED est vraiment destinée à être alimenter que très peu de temps?

Je vous remercie d'avance pour vos réponses.
-----

[Patrick_91]

Bonjour,
Oui les leds s'alimentent avec un generateur de courant pas un généraeur de tension ...
un générateur de tension idéal a une impédance interne nulle et une tension de sortie fixe
Un générateur de courant idéal a une impédance interne infinie et un courant de sortie fixe ..
Ca te cause ??
arretes d'alimenter tes leds en tension elles vont toute crever ...
As tu leur datasheet ?
A plus

[Antoane]

Bonjour,

la première chose à faire est de remplacer le PCB par un substrat bien plus conducteur, par exemple un IMS https://www.we-online.de/web/en/leit...nt/ims/ims.php, monté sur un radiateur conséquent.
Lorsque la longueur d'onde doit être fixe, la température de la jonction est contrôlée avec un peltier (e.g. https://www.analog.com/en/technical-...s-systems.html & https://www.analog.com/media/en/tech...eets/1923f.pdf). Le contrôle de la température en jouant sur la qualité du refroidissement devrait permettre de réguler la longueur d'onde, tandis que le contrôle du courant devrait permettre de réguler la puissance optique (même si les deux grandeurs ne sont pas strictement orthogonales, la température jouant en particulier sur le rendement de la led).

Comme l'indique la datasheet que tu as mise en lien, l'alimentation par une PSU de labo régulée en courant à 1 A est raisonnable.

Outre la dérive en longueur d'onde, la température affecte la durée de vie du composant, qui diminue de moitié environ pour chaque augmentation de 10 K de sa température de jonction (et c'est sans parler du cyclage thermique).

[Patrick_91]

Bonjour,

Ma question est de savoir si il possible avec ce genre de composant d’obtenir une source lumineuse stable en longueur d'onde pendant plusieurs secondes en dissipant le plus de chaleur possible. (Par exemple j'avais pensé à utiliser un PCB en aluminium pour dissiper plus de chaleur ou alors à utiliser des dissipateurs (voir un module pelletier) à coller sur le PCB.) ou est ce que cette LED est vraiment destinée à être alimenter que très peu de temps?

Il faut prevoir une dissipation suffisante et efficace, de toute facon la stabilité du spectre généré ne sera assuré qu’après un "certain temps de chauiffe.
Si les radiateurs sont bien dimentionés la température devrait se stabiliser sans probleme.
Le phénomene que vous avez observé peut provenir d'un emballement thermique lié au mode d'alimentation .. mettre une source de tension aux bornes d'une Led finit tojours par un problème d'emballement .. vous forcez une tension , et le coeff négatif de variation de tension aux bornes de la diode provoque l'augmentation du courant ... donc .. ca chauffe puis ça fume .. d'aucun diront faut mettre une résistance !!! mais c'est une mauvaise solution, il faut alimenter la Led proprement avec un générateur a courant constant quelle que soit la tension forward de la Led ..
Il faut donc tester avec un courant constant ... et voir quelle valeur est admissible de façon expérimentale ... 1 Ampere d’après la doc devrait etre OK ...
Faut essayer ...
A plus

[A voir en vidéo sur Futura]

[Qristoff]

Bonjour,


Il faut prevoir une dissipation suffisante et efficace, de toute facon la stabilité du spectre généré ne sera assuré qu’après un "certain temps de chauiffe.
Si les radiateurs sont bien dimentionés la température devrait se stabiliser sans probleme.
Le phénomene que vous avez observé peut provenir d'un emballement thermique lié au mode d'alimentation .. mettre une source de tension aux bornes d'une Led finit tojours par un problème d'emballement .. vous forcez une tension , et le coeff négatif de variation de tension aux bornes de la diode provoque l'augmentation du courant ... donc .. ca chauffe puis ça fume .. d'aucun diront faut mettre une résistance !!! mais c'est une mauvaise solution, il faut alimenter la Led proprement avec un générateur a courant constant quelle que soit la tension forward de la Led ..
Il faut donc tester avec un courant constant ... et voir quelle valeur est admissible de façon expérimentale ... 1 Ampere d’après la doc devrait etre OK ...
Faut essayer ...
A plus

Oui, on a compris ton message Patrick_91, led bien avec courant mais tension pas bien.. il faut élever un peu ton message parce que là, on n'a un peu peu dépassé le stade de la limitation de courant.. on réfléchit plus sur le technologique, régulation thermique si ça te parle...

[Patrick_91]

Hi
Ben oui mon gars c'est pil poil le sujet ...
Que proposes tu d'autre ? de plus efficace , surtout ne pollue pas le fil pour rien ..
A plus

[Qristoff]

Salut Donik,
Les applications à base de Led IR sont très variées mais elles sont rarement en fonctionnement continu. Les Led IR ont souvent la capacité à accepter des courants crêtes élevés mais avec un rapport cyclique qui prdoduit une puissance moyenne globale compatible de leur boitier et de la mise en œuvre sur le circuit (SMI ou traditionel).
A moins que ce soit sensible, quel est ce domaine d'application IR ? transmission de donnée, détection, thermométrie ?

[invite2ab855e7]

sssssssssss

[Vincent PETIT]

Salut,

Les applications à base de Led IR sont très variées mais elles sont rarement en fonctionnement continu

+1

Pour avoir bosser avec des techno de détection de gaz infrarouge, on travaille souvent en mode pulsé pour deux raisons :

- Besoin de d'augmenter l'intensité de radiation soit pour augmenter la portée tout simplement, soit pour mieux détecter une absorption forte comme par exemple dans la spectroscopie.

- Nécessité de se débarrasser de ce foutu flicker (le bruit 1/f) qui est présent en optique. C'est pour ça qu'on trouve souvent de "Optical chopper wheel" dans les applications où on met en oeuvre de la lumière, on fait de la modulation.

sssssssssss

C'est le bruit que fait la LED ?

[invite2ab855e7]

Bonjour
Déjà Merci pour vos réponses
Je compte dans mon application finale utiliser une source de courant. Pour le moment j’utilise une alimentation de labo sur lequel je fixe le courant et laisse la tension s’ajuster.
Mon application consiste à faire de la spectrométrie infrarouge. J’éclaire un échantillon avec une source infrarouge et récupère le spectre lumineux pour l’analyser. Ce qui le plus important dans mon application c’est la stabilité en puissance optique et électrique. Ensuite je cherche à stabiliser mon pic d’émission en longueur d’onde mais pas au détriment de la puissance. Mon temps d’allumage de la led est de l’ordre de la seconde
Je vais d’abord regarder du côté des pcbs aluminium ou IMS comme a présenté Antoane. Je pense que je peux gagner pas mal en dissipation de chaleur quitte à ajouter des dissipateurs. J’ai vu également que rajouter des vias sur mon pcb permet d’améliorer la dissipation. Si ce n’est pas suffisent je regarderais les modules pelletiers et leurs contrôleurs mais j’aimerai éviter car cela fait une installation plus encombrante, qui demande plus de puissance et surtout plus cher.

[Vincent PETIT]

Mon application consiste à faire de la spectrométrie infrarouge. J’éclaire un échantillon avec une source infrarouge et récupère le spectre lumineux pour l’analyser. Ce qui le plus important dans mon application c’est la stabilité en puissance optique et électrique.

Tu utilises la loi de Beer Lambert, j'imagine mais as tu pensé à créer deux chemins optiques différents, l'un passant dans l'échantillon et l'autre non, ainsi tu peux soustraire les puissances reçues. Le résultat sera l'image de l'absorption mais tu resteras indépendant de la stabilité de l'émetteur infrarouge.

[Patrick_91]

OK belle manip , oui je comprends que le besoin est pour un pulse d'une seconde, ce qui d’après la datashet de la Diode autorise l'utilisation d'un courant maxi de 1A .
Il y a plusieurs solution , a base d'un Mosfet et ampli opérationnel ou trans bipolaire et ampliop ..
Par exemple celui ci :
Driber_led_1A_mosfet.PNG
ou encore celui ci :
Driver_led_1A_3055.PNG

dans les deux cas le montage est un générateur a courant constant quelle que soit la charge (dans les limites de la tension disponible).
la puissance dissipée dans le mosfet ou le trans bipolaire est de l'ordre du Watt et celle dissipée dans la Led 3.8W , il faut assurer la dissipation thermique
mais vous avez déjà anticipé ..
A plus