Pruebas en la industria LED
Hoy en día las luces y lámparas LED se utilizan prácticamente en todos los ámbitos: electrónica automotriz, decoraciones, propaganda, uso doméstico, etc. Son muy eficientes, tienen largo plazo de servicio, pueden generar luces extra brillantes y permiten crear eficientes sistemas de alumbrado.
Teniendo en cuenta que se trata de un producto muy económico y relativamente nuevo, la demanda crece muy rápido y en este momento la industria LED se desarrolla con gran velocidad y en general pasa por sus mejores momentos. En un principio, cuando la oferta era escasa, fabricación de lámparas LED crecía con una velocidad desorbitante. Pero ahora el nivel de competencia en esta rama ha crecido considerablemente y énfasis ya no se hace en la "cantidad", sino en la "calidad" de productos. Por este motivo sus fabricantes, con el propósito de destacarse y afirmar sus posiciones en el mercado, prestan mayor atención a las pruebas que se realizan para asegurar la calidad de productos. ¿Pero en qué consisten las pruebas y cómo esta información puede ayudar a los fabricantes y consumidores interesados en el asunto? Para encontrar respuestas a estas preguntas hemos consultado a los técnicos de una de las empresas que se especializa en esta rama - la compañía RIGOL. En este artículo nosotros les contaremos sobre las pruebas que se realizan y aparatos de medición que se utilizan durante proyección, desarrollo, fabricación y explotación de lámparas LED.
Análisis de propiedades luminiscentes de diodos LED
Proceso de investigación de diodos LED en las escuelas técnicas, universidades, laboratorios científicos y otras instituciones incluye análisis de sus propiedades luminiscentes. Para estos fines se utilizan dos tipos de equipos:
- aparatos ópticos de medición, tales como esfera fotométrica (esfera de Ulbricht) y espectrómetro;
- equipos electrónicos.
La función principal de equipos electrónicos de medición es controlar y garantizar suministro de alimentación eléctrica estable a la lámpara LED. Para estos fines se utilizan los generadores de señales, y en este sentido generadores de marca RIGOL, empezando por los modelos de la serie RIGOL DG3000 y hasta los más modernos aparatos de serie DG5000, siempre han mostrado excelentes resultados. En la actualidad la mayor popularidad tienen siguientes modelos:
Generador de funciones arbitrarias DG5072 se utiliza para generar las señales PWM. Con su ayuda el usuario puede generar una señal PWM ajustable en el rango de frecuencias de 1 a 50 MHz y ciclo de trabajo de 0% a 100%.
Amplificador de potencia PA1011 se utiliza para aumentar la potencia de señal PWM en la salida de hasta 10 W.
Osciloscopio digital DS2072A permite registrar los resultados de pruebas en forma de oscilogramas.
Pruebas de fuente de alimentación de diodos LED
Principios y esquemas tradicionalmente utilizados en la industria para realizar pruebas de fuentes de alimentación son bastante seguros. No obstante, las lámparas LED plantean algunas exigencias específicas hacía las fuentes de alimentación que se utilizan en ellas. De su calidad depende el tiempo de vida útil de una lámpara y, respectivamente, su precio.
Teniendo en cuenta que diodos LED y carcasas de bombillas de distintas marcas por lo general tienen precios similares (comparando los productos de la misma clase de calidad), la única posibilidad de reducir el coste de producción es disminuyendo el coste de fuente de alimentación (driver) de la lámpara.
Compañía RIGOL creó el software especial "Ultra Power Analyzer" que permite proyectar y desarrollar las fuentes de alimentación. Utilizando los osciloscopios digitales RIGOL de serie DS4000 con ayuda de este programa el usuario puede realizar pruebas y analizar los parámetros del driver.
Precio y velocidad de funcionamiento son los dos factores principales durante elección de equipos de pruebas, y en este sentido la compañía RIGOL ocupa un lugar destacado entre los fabricantes de tales aparatos: precios de sus productos son económicos en comparación con sus análogos de otras marcas, mientras que durante realización de pruebas de los drivers los equipos RIGOL permiten evaluar más de 50 parámetros.
Con el fin de garantizar alta velocidad del proceso de chequeo la mayoría de fabricantes de fuentes de alimentación utilizan el sistema de chequeo automático, que por lo general requiere dos herramientas básicas - multímetro y osciloscopio. En este sentido mucha popularidad entre los consumidores tienen dos modelos: multímetro digital DM3058E y osciloscopio digital de 4 canales DS1000B / Z. Estos productos de marca RIGOL poseen dos características más importantes: precios asequibles y estabilidad de funcionamiento.
Multímetro digital DM3058E tiene varias ventajas: en primer lugar cabe destacar alta velocidad y estabilidad de su trabajo en comparación con equipos similares de otras marcas; otra ventaja - interfaz estándar VISA, que permite integrarlo fácilmente con equipos de otras marcas; además, otro factor importante es su pantalla de 5,5 dígitos.
Osciloscopio digital de 4 canales DS1000B / Z es el único osciloscopio digital de 4 canales de clase económica provisto de la interfaz estándar VISA.
Chequeo de admitancia y radiación de diodos LED
Otro parámetro no menos importante en el proceso de chequeo de productos LED es la prueba de compatibilidad electromagnética. Exigencias de normas técnicas que rigen en el ámbito de compatibilidad electromagnética se vuelven cada vez más estrictas, mientras que el proceso de verificación de productos en un laboratorio metrológico es muy costoso. En el año 2009 la compañía RIGOL fue primera empresa en China que ofreció a utilizar el analizador de espectro DSA1000 para elaborar el esquema de chequeo preliminar en las condiciones de interferencias electromagnéticas (EMI pre-test). Esta idea tuvo muy buena acogida entre los fabricantes de productos LED.
Lanzamiento al mercado de un equipo con banda pasante relativamente angosta - analizador de espectro DSA815 - permitió reducir considerablemente el coste de chequeo de admitancia en las condiciones de interferencias electromagnéticas.
Análisis secuencial de diodos
En nuestra vida cotidiana los diodos LED más que todo se utilizan en tres ámbitos: alumbrado, publicidad y decoraciones. En este sentido existen dos accesorios externos que permiten usarlos con máxima eficiencia: control remoto y regulador de intensidad de flujo luminoso.
En este artículo no vamos a adentrarnos en el proceso de chequeo de controles remotos - más información al respecto ustedes pueden obtener desde nuestro artículo "Esquema de chequeo de módulo de control remoto".
Control de intensidad de flujo luminoso (atenuación) se realiza con ayuda de controladores PWM. Chequeo de controladores PWM se realiza en los casos cuando es necesario asegurar posibilidad de efectuar ajuste fino del brillo de diodos, vallas publicitarias e informativas, etc. Para poder analizar exitosamente las señales PWM se requieren siguientes equipos:
Osciloscopio de varios canales
Una valla publicitaria o informativa se compone de muchos diodos LED, por eso, para probar su funcionamiento, se requiere un equipo con varios canales que permitan observar la secuencia de impulsos.
Osciloscopio con gran capacidad de almacenamiento
Por lo general la imagen en las vallas LED se cambia cada 10 segundos. Por eso, para poder grabar todo el proceso de cambios se necesitará una herramienta capaz de grabar los oscilogramas durante un tiempo considerable.
Tomando en cuenta todo lo antedicho, los osciloscopios digitales de serie MSO4000 se han convertido en la herramienta de preferencia de ingenieros y técnicos que realizan las pruebas. Todos los modelos de esta serie tienen 16 canales con capacidad de memoria 28 MB y permiten analizar señales MWP de 10 kHz durante 28 segundos en todos los canales simultáneamente.
