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LED热特性和寿数检测

本站为您提供的LED热特性和寿命检测,LED的热学特性主要包括LED结温、热阻、瞬态变化曲线(加热曲线、冷却曲线)等。结温是指LED的PN结温度.

  1 概述

  LED的热学特性首要包含LED结温、热阻、瞬态改变曲线(加热曲线、冷却曲线)等。结温是指LED的PN结温度,热阻是指LED散热通道上的温度差与该通道上的耗散功率之比,用于表征LED的散热才能,研讨标明,LED的热阻越低其散热功能越好,相应的LED光效一般也越高,寿数越长。检测热学特性的关键在于对LED结温的精确丈量,现有的对LED结温的测验一般有两种办法:一种是选用红外测温法测得LED芯片外表的温度并视其为LED的结温,可是精确度不行;另一种是经过温度灵敏参数(temperature-sensiTIve parameter,简写为TSP)获取PN结温,这是现在较遍及的LED结温测验办法,其技能难点在于对测验设备要求较高。

  LED的寿数首要表现为它的光衰,一般把LED光输出衰减到初始光输出的70%或50%作为判别寿数失效的目标,即光通量保持寿数。但因为LED是高可靠性器材,寿数一般都会超越几千小时乃至是一万多小时,直接丈量等候光衰到指定值的做法在工业上的运用好不容易。

  2 LED热学特性测验

  2.1 LED结温文热阻的丈量

  美国EIA/JESD51 《Methodology for the Thermal Measurement of Component Packages 》系列规范和国家规范SJ20788-2000 《半导体二极管热阻抗测验办法》、GB/T4023-1997《半导体器材分立器材和集成电流 第2部分:整流二极管》、QB/T 4057-2010《一般照明用发光二极管 功能要求》等国际国内规范都较为具体地介绍了经过温度灵敏参数TSP丈量结温文热阻的办法。关于LED,TSP为PN结两头的正向电压。在确认电流下,LED的正向偏压与结温之间近似成反比联系,由此可得到结温的改变为:

  


 

  式(1)中K为温度灵敏系数,由下式可到:

  


 

  式(2)中,VL为低结温TL(如25℃)时LED在丈量电流IM(小电流)下的正向电压,VH为高结温TH(如100℃)时LED在丈量电流IM下的正向电压。

  LED结温丈量的时序如图1所示:

  


 

  图1(a) 电流时序图 图1(b)电压时序图

  1)首要对LED正向施加测验电流IM,丈量正向结电压VFI;

  2)用加热电流IH代替IM加到待测LED两头,加热必定时刻(tH)待LED到达安稳状况,丈量所测LED散热通道上的热耗散功率(PH);

  3) 再用IM敏捷代替IH加到待测LED两头,并测得正向结压降(VFF);

  4) 核算LED的结温文热阻:

  依据上述原理,结温核算公式为:

  


 

  热阻核算公式为:

  


 

  式(3)中, 为初始温度,式(4)中 为散热通道上指定点的温度,例如,环境温度或外壳温度。关于LED,输入的电功率一部分用于LED发光,另一部分发生热量,而热耗散功率PH往往很难从总输入电功率中区分出来,因此为便利和简化丈量,QB/T 4057-2010提出了“参阅热阻”的概念,即运用输入总功率代替式(4)中的热耗散功率。 “参阅热阻”因为丈量便利,复现性好,得到了越来越多的运用。

  在加热电流IH 效果下,监督LED的结温上升进程,获取加热曲线也很有含义,图2所示为典型的加热曲线,它不仅可以判别LED是否到达热平衡,而且关于LED的结构和散热才能剖析有具有参阅效果。

  


 

  图2加热曲线

  获取加热曲线的技能难点在于测验电流与加热电流切换时刻必需要满足短,而且瞬态数据的收集有必要十分敏捷。切换时刻和数据收集时刻一般要到达几到十几微秒,不然不能反映出LED结温的实践改变进程,导致终究测验出的热阻被大幅轻视。

  

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