对于这个问题的实际答案,至少需要对一个 LED 进行破坏性测试,最好是几个。
宽广地:
LED主要被热量破坏,而不是电流。根据 LED 的内部结构及其短期散热性能,可以想象 LED 可以承受 100 倍的额定电流。同样,如果结的热释放速度不够快,那么 LED 很可能会被额定电流的 5 倍损坏。
鉴于问题中提到的所需脉冲持续时间,我只是尝试了以下方法:
我有一个便宜的无名 20 mA 红色 LED,在 12 伏特下以0.8 安培脉冲,脉冲持续时间为5 微秒,占空比为 1/256(0.39%)。它在最后 15 分钟内没有爆炸,实际上引线甚至没有明显的温暖。不过,它不是很亮——这可能部分是由于开关波形的下降。
对于类似的 LED 过驱动要求,我遵循的内部经验法则是,驱动电流每比标称值增加 100%,LED 的平均额定功率就降低 10%。我认为这过于保守,但我已经成功地为使用白色 Piranha LED 的“相机闪光灯”类型应用提供了高达 30 倍的标称电流。
超出额定值是否会被视为可接受的工程?不是由一个长镜头。
更新:
在使用上述红色 LED 进行测试之后,PWM 频率降低,使得每个“开启”脉冲从之前的 4.88 微秒变为20 微秒,保持占空比与之前相同。
结果是真正的破坏性测试:LED 爆炸了,上半部分仍未被发现。
假设:由于脉冲持续时间与 LED 的上升时间相当,因此 LED 不会真正点亮太多,也不会表现出预期的热灾难效应。
在保持 20 微秒脉冲持续时间和 0.39% 占空比的同时,引入了电流限制,系统地将允许电流从 50 mA 增加到 400 mA 以上。LED 可以存活到一个点,并且比整个 4.88 微秒的情况要亮得多。
超过约 350 mA,LED 熄灭,魔法烟雾冒出,即它转变为 SED(Smoke Emitting,Dead)。
结论:
- 平均功率不是导致破坏(或生存)的唯一因素,保持脉冲太短根本不允许 LED 开启足够重要
- 在 20 微秒脉冲下,20 mA LED 可承受约 17.5 倍其标称电流额定值的破坏前
- 我需要购买更多的 LED。