New methods for investigating LED ageing  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
128315
Type K
Principal investigator Poppe, András
Title in Hungarian LED öregedés új vizsgálati módszerei
Title in English New methods for investigating LED ageing
Keywords in Hungarian LED, öregedés, megbízhatóság, multi-domain modellezés
Keywords in English LED, ageing, reliability, multi-domain modeling
Discipline
Electronic Devices and Technologies (Council of Physical Sciences)100 %
Panel Informatics and Electrical Engineering
Department or equivalent Department of Electron Devices (Budapest University of Technology and Economics)
Participants Hantos, Gusztáv
Hegedüs, János
Kerecsen Istvánné dr. Rencz, Márta
Pohl, László
Starting date 2018-09-01
Closing date 2023-03-31
Funding (in million HUF) 35.998
FTE (full time equivalent) 9.75
state running project





 

Final report

  
Results in Hungarian
• Egy új multi-domain LED modellt fejlesztettünk ki áramkörszimulációs számára. Ezt kiegészítettük a főbb paramétereinek az LM80 szabvány szerinti öregítés idejétől való függést leíró részekkel. E bővítés helyességét mérésekkel is igazoltuk. • Egy új paraméter identifikációs eljárást dolgoztunk ki a fenti modellhez, amely a korábbiakhoz képest kevesebb és egyszerűbb mérés eredményeiből is képes pontos paraméterkészleteket előállítani. • A fenti modell gyakorlati megvalósításában alkalmazott hőmérséklet vezérelt feszültség generátorok karakterisztikái egy új, pontosított LED mérési eljárásból származnak, amely a JEDEC LED termikus mérési szabványa 2022-ben publikált új kiadásában szereplő új ajánlás alapját képezi. • Kimutattuk, hogy a PWM modulált fényáramszabályozással működtetett LED-ek termikus degradációja 1 kHz alatti modulációs frekvenciáknál jelentős, 10 kHz feletti frekvenciáknál a PWM meghajtás extra öregítő hatása gyakorlatilag eltűnik. • Egy új mérési eljárást dolgoztuk ki LED tokoknak a jelenleginél kb. 1 nagyságrenddel gyorsabb kombinált termikus és radiometriai/fotometriai karakterizálására. • Javaslatot tettünk LED tokok termikus kompakt modelljei öregedés függő elemeinek struktúra függvényekből történő automatikus identifikációs módszerére. • Módszert dolgoztunk ki kék LED lapkát, illetve kék LED lapkát és fényport tartalmazó LED fényforrás párok spektrális teljesítményeloszlásának pontos kísérleti tanulmányozására és spektrumainak modellezésére.
Results in English
• We developed a new multi-domain LED model aimed at circuit simulation. This was extended with models of the ageing time dependence of its major parameters, corresponding to ageing conditions compliant with the LM80 standard. The predictive power of this extension was confirmed by measurement results. • We developed a new parameter identification procedure aimed at the above model which, compared to the prior tool requires data from less and simpler measurements. • The characteristics of the temperature-controlled voltage sources used in the implementation of the above LED model stem from a new testing procedure which also became the basis of a new recommendation published in the 2022 updates of JEDEC’s LED thermal testing standards. • We confirmed by measurements that in case of PWM-dimming the thermal degradation of the LED packages is significantly enhanced at frequencies below 1 kHz while above 10 kHz the effect of additional ageing vanishes. • We worked out a new procedure for the combined thermal and radiometric/photometric measurement of LED packages that offers by an order of magnitude higher throughput than the present standard procedures. • We proposed a method for the identification of the ageing time-dependent element values of the compact thermal models of LED packages. • We developed a methodology for the measurement, analysis and modelling of spectral power distribution of matched pairs of blue and phosphor-converted white LEDs.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=128315
Decision
Yes





 

List of publications

  
Lipák Gyula; Hegedüs János; Hantos Gusztáv: A LED-ek segítségével előállított fehér fény, Elektrotechnika 116(5-6): 42-47, 2023
Hegedus J., Hantos G., Lukacs M., Bodnar B., Lipak G., Poppe A.: Lifetime test of pulse width modulated LEDs supplemented with thermal investigations, IEEE TRANSACTIONS ON COMPONENTS PACKAGING AND MANUFACTURING TECHNOLOGY pp. 1-1., 2023
Rencz Marta, Farkas Gábor, Poppe András: Theory and Practice of Thermal Transient Testing of Electronic Components, Springer-Verlag, 2022
Hegedüs J., Hantos G., Poppe A.: Lifetime Modelling Issues of Power Light Emitting Diodes, ENERGIES 13: (13) p. 3370., 2020
László Pohl, Gusztáv Hantos, János Hegedüs, Márton Németh, Zsolt Kohári, András Poppe: Mixed Detailed and Compact Multi-Domain Modeling to Describe CoB LEDs, ENERGIES 13: (16) p. 4051., 2020
J. Hegedüs, G. Hantos, A. Poppe: A step forward in lifetime multi-domain modelling of power LEDs, In: Proceedings of the 29th Session of the CIE, International Commission on Illumination (CIE) (2019) pp. 1154-1161., 2019
János Hegedüs, Gusztáv Hantos, András Poppe: Reliability Issues of Mid-Power LEDs, In: 2019 25TH INTERNATIONAL WORKSHOP ON THERMAL INVESTIGATIONS OF ICS AND SYSTEMS (THERMINIC 2019), IEEE (2019) S_06-4_161_Hantos, 2019
Martin Genevieve, Marty Christophe, Bornoff Robin, Poppe Andras, Onushkin Grigory, Rencz Marta, Yu Joan: Luminaire Digital Design Flow with Multi-Domain Digital Twins of LEDs, ENERGIES 12: (12) p. 2389., 2019
Poppe András, Farkas Gábor, Gaál Lajos, Hantos Gusztáv, Hegedüs János, Rencz Márta: Multi-Domain Modelling of LEDs for Supporting Virtual Prototyping of Luminaires, ENERGIES 12: (10) p. 1909., 2019
G. Farkas, A. Poppe, Z. Sárkány, A. Vass-Várnai: Thermal Transient Measurements on Various Electronic Components, In: M. Rencz, G. Farkas, A. Poppe (eds), Theory and Practice of Thermal Transient Testing of Electronic Components, Springer (2022), pp. 209-318, 2022
Gyula Lipák, Dalma Takács, János Hegedüs, Gusztáv Hantos: MODELLING THE SPECTRAL POWER DISTRIBUTION OF MONOCHROMATIC AND PHOSPHOR-CONVERTED POWER LEDS, Proceedings of the CIE 2023 Conference "Innovative Lighting Technologies" at the 30th Quadrennial Session of the CIE, 18-20 September 2023 (accepted), 2023
András Poppe, Gusztáv Hantos, János Hegedüs, Ferenc Ender: IMPLEMENTATION OF A HIGH-SPEED LED CHARACTERISATION SYSTEM, Proceedings of the CIE 2023 Conference "Innovative Lighting Technologies" at the 30th Quadrennial Session of the CIE, 18-20 September 2023 (accepted), 2023
János Hegedüs, Gusztáv Hantos, András Poppe, Róbert Kovács, Péter Bojta, Gábor Harsányi: LED LIFETIME TESTS FOR CIRCUIT SIMULATION MODELLING, Proceedings of the CIE 2023 Conference "Innovative Lighting Technologies" at the 30th Quadrennial Session of the CIE, 18-20 September 2023 (accepted), 2023
Hegedüs, János ; Hantos, Gusztáv ; Poppe, András ; Lukács, Máté ; Bodnár, Bence: The Effect of Dimming Frequency on the Aging of Power LEDs, Proceedings of the 28th International Workshop on THERMal INvestigation of ICs and Systems / IEEEXplore; https://ieeexplore.ieee.org/xpl/conhome/9950458/proceeding, 2022
Hegedüs, János ; Hantos, Gusztáv ; Poppe, András ; Lukács, Máté ; Bodnár, Bence ; Lipák, Gyula: Thermal characterization issues of LEDs during reliability testing, Proceedings of the 28th International Workshop on THERMal INvestigation of ICs and Systems / IEEEXplore; https://ieeexplore.ieee.org/xpl/conhome/9950458/proceeding, 2022
Poppe András: Creating new multi-domain digital twins of LEDs with an attempt to describe their ageing for predictive maintenance schemes, Kyenote előadás, The 14th Conference on Scientific Computing in Electrical Engineering / https://scee-conferences.org/pages/2022-schedule-detailed, 2022
Poppe, A. ; Farkas, G. ; Gaál, L. ; Hantos, G. ; Hegedüs, J. ; Rencz, M.: Multi-Domain Modelling of LEDs for Supporting Virtual Prototyping of Luminaires, ENERGIES 12(10): 1909, 2019
Hegedüs, J.; Hantos, G,; Poppe, A,: Lifetime Modelling Issues of Power Light Emitting Diodes, Energies 2020, 13(13): 3370;, 2020
Pohl, L.; Hantos, G.; Hegedüs, J.; Németh, M.; Kohári, Zs.; Poppe, A.: Mixed Detailed and Compact Multi-Domain Modeling to Describe CoB LEDs, Energies 2020, 13(16): 4051, 2020
J. Hegedüs, G. Hantos, M. Lukács, B. Bodnár, G. Lipák, A. Poppe: Lifetime test of pulse width modulated LEDs supplemented with thermal investigations, IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology (Early Access), 2023
M. Rencz, G. Farkas, A. Poppe (eds): Theory and Practice of Thermal Transient Testing of Electronic Components, Springer, 2022
J., Hegedüs ; G., Hantos ; A., Poppe: Reliability Issues of Mid-Power LEDs, Proceedings of the 25th International Workshop on THERMal INvestigation of ICs and Systems / IEEE Xplore; https://ieeexplore.ieee.org/xpl/conhome/8911538/proceeding, 2019
Pohl, L.; Németh, M.; Hegedűs, J.; Hantos, G.; Kohári, Zs.; Poppe, A;: Multi Domain Modelling and Simulation of White CoB LEDs, Proceedings of the 25th International Workshop on THERMal INvestigation of ICs and Systems / IEEE Xplore; https://ieeexplore.ieee.org/xpl/conhome/8911538/proceeding, 2019
János, Hegedüs; Gusztáv, Hantos ; Péter, Gábor Szabó ; András, Poppe: Rapid Failure Analysis of Installed LED Luminaire Through Standardized Processes, Proceedings of the 27th International Workshop on THERMal INvestigations of ICs and Systems / IEEEXplore; https://ieeexplore.ieee.org/xpl/conhome/9626389/proceeding, 2021
Hegedüs János: Fénykibocsátó diódák multi-fizikai élettartam modellezése, Műegyetemi Digitális Archívum, https://repozitorium.omikk.bme.hu/handle/10890/15129, 2021
Hegedüs, János ; Hantos, Gusztáv ; Szabó, Péter Gábor ; Poppe, András: Egy világításkorszerüsítési projekt megbízhatósági problémái, Világítástechnikai Évkönyv 2020-2021, Magyar Elektrotechnikai Egyesület Világítástechnikai Társaság (2022) 167 p. pp. 74-88, 2022
Hantos Gusztáv: Measurement techniques of light emitting diodes, Műegyetemi Digitális Archívum, https://repozitorium.omikk.bme.hu/handle/10890/17001, 2022
Poppe, András ; Hegedüs, János ; Hantos, Gusztáv ; Csuti, Péter ; Rencz, Márta: Concepts for High throughput LED Testing and High-speed Optical Transients of LEDs, Proceedings of the 28th International Workshop on THERMal INvestigation of ICs and Systems / IEEEXplore; https://ieeexplore.ieee.org/xpl/conhome/9950458/proceeding, 2022
J., Hegedüs ; G., Hantos ; A., Poppe: A step forward in lifetime multi-domain modelling of power LEDs, In: Proceedings of the 29th Session of the CIE, Vienna, Ausztria : International Commission on Illumination (CIE), pp. 1154-1161. , 8 p., 2019
J., Hegedüs ; G., Hantos ; M., Németh ; L., Pohl ; Zs., Kohári ; A., Poppe: Multi-domain characterization of CoB LEDs, In: Proceedings of the 29th Session of the CIE, Vienna, Ausztria : International Commission on Illumination (CIE), pp. 387-397., 2019
Poppe, A. ; Farkas, G. ; Gaál, L. ; Hantos, G. ; Hegedüs, J. ; Rencz, M.: Multi-Domain Modelling of LEDs for Supporting Virtual Prototyping of Luminaires, ENERGIES 12 : 10 Paper: 1909, 2019
J., Hegedüs ; G., Hantos ; A., Poppe: Reliability Issues of Mid-Power LEDs, In: Proceedings of the 25th International Workshop on THERMal INvestigation of ICs and Systems (THERMINIC'19), S_06-4_161_Hantos, accepted for IEEE Xplore, 2019
Pohl, L.; Németh, M.; Hegedűs, J.; Hantos, G.; Kohári, Zs.; Poppe, A;: Multi Domain Modelling and Simulation of White CoB LEDs, n: Proceedings of the 25th International Workshop on THERMal INvestigation of ICs and Systems (THERMINIC'19), S_04B-3_151_Pohl, accepted for IEEE Xplore, 2019
A. Poppe, G. Hantos, J. Hegedüs: High Accuracy Testing, Invited talk at the "Trends and Challanges in Reliability" workshop, 9-10 May 2019, Eindhoven, The Netherlands, 2019
J., Hegedüs ; G., Hantos ; A., Poppe: Reliability Issues of Mid-Power LEDs, In: Proceedings of the 25th International Workshop on THERMal INvestigation of ICs and Systems (THERMINIC'19), S_06-4_161_Hantos / IEEE Xplore 8923802, 2019
Pohl, L.; Németh, M.; Hegedűs, J.; Hantos, G.; Kohári, Zs.; Poppe, A;: Multi Domain Modelling and Simulation of White CoB LEDs, In: Proceedings of the 25th International Workshop on THERMal INvestigation of ICs and Systems (THERMINIC'19), S_04B-3_151_Pohl / IEEE Xplore 8923856, 2019
Hegedüs, J.; Hantos, G,; Poppe, A,: Lifetime Modelling Issues of Power Light Emitting Diodes, Energies 2020, 13(13), 3370;, 2020
Pohl, L.; Hantos, G.; Hegedüs, J.; Németh, M.; Kohári, Zs.; Poppe, A.: Mixed Detailed and Compact Multi-Domain Modeling to Describe CoB LEDs, Energies 2020, 13(16), 4051, 2020
Hegedüs, János ; Hantos, Gusztáv: A LED-ekben rejlő lehetőségek: Okos fényforrások, ÉLET ÉS TUDOMÁNY LXXV. : 28. pp. 878-880., 2020
Hegedüs János: Fénykibocsátó diódák multi-fizikai élettartam modellezése, Benyújtva a BME VIK Doktori Tanácsához, 2020.09.30., 2020
János, Hegedüs; Gusztáv, Hantos ; Péter, Gábor Szabó ; András, Poppe: Rapid Failure Analysis of Installed LED Luminaire Through Standardized Processes, Proceedings of the 27th International Workshop on THERMal INvestigations of ICs and Systems (THERMINIC'21 online), 2021
Hegedüs János: Fénykibocsátó diódák multi-fizikai élettartam modellezése, https://repozitorium.omikk.bme.hu/handle/10890/15129, 2021
Hegedüs, János ; Hantos, Gusztáv ; Szabó, Péter Gábor ; Poppe, András: Egy világításkorszerüsítési projekt megbízhatósági problémái, Világítástechnikai Évkönyv 2020-2021, Magyar Elektrotechnikai Egyesület Világítástechnikai Társaság (2022) 167 p. pp. 74-88, 2022



Back »