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LED壽命的終結(jié)者:LED的熱阻

發(fā)布時(shí)間:2013-04-26 責(zé)任編輯:abbywang

【導(dǎo)讀】影響LED壽命的一個(gè)重要參數(shù)就是LED熱阻。其數(shù)值越低,表示芯片中的熱量傳導(dǎo)到支架或鋁基板上越快。這有利于降低芯片中pn結(jié)的溫度,從而延長LED的壽命。


在LED點(diǎn)亮后達(dá)到熱量傳導(dǎo)穩(wěn)態(tài)時(shí),芯片表面每耗散1W的功率,芯片pn結(jié)點(diǎn)的溫度與連接的支架或鋁基板的溫度之間的溫差稱為熱阻Rth,單位為℃/W。數(shù)值越低,表示芯片中的熱量傳導(dǎo)到支架或鋁基板上越快。這有利于降低芯片中pn結(jié)的溫度,從而延長LED的壽命。

影響LED熱阻的因素

怎樣才能降低LED的熱阻呢?熱阻的大小與以下因素有關(guān):

與LED芯片本身的結(jié)構(gòu)與材料有關(guān)。

與LED 芯片黏結(jié)所用材料的導(dǎo)熱性能及黏結(jié)時(shí)的質(zhì)量有關(guān),是用導(dǎo)熱性能很好的膠,還是用絕緣導(dǎo)熱的膠,還是用金屬直接連接。熱沉是用什么材料制成的?是用導(dǎo)熱很好的銅,還是鋁,而且與銅、鋁的散熱面積大小也有直接的關(guān)系。選用一定的材料與控制相關(guān)的技術(shù)細(xì)節(jié),就可以降低LED的熱阻,從而提高LED壽命的工作效能。

 圖題:LED壽命的終結(jié)者——LED的熱阻
圖題:LED壽命的終結(jié)者——LED的熱阻

確定LED熱阻大小

怎么測出熱阻呢?LED芯片 pn結(jié)溫度升高10℃,波長會(huì)漂移1~2nm,或當(dāng)pn結(jié)溫度升高10℃時(shí),光強(qiáng)會(huì)下降 1%,按照這種規(guī)律可測出pn結(jié)溫度上升了多少度。

熱阻是沿?zé)崃魍ǖ郎系臏囟炔钆c通道上耗散的功率之比,對于LED來說,熱阻一般是指從LED芯片 pn結(jié)到熱沉上的熱阻,熱阻計(jì)算公式可表示為:Rth=(Tj - Tx)/ P式中,Tj 為施加大小為 P的加熱功率脈沖后測得的LED結(jié)溫;Tx 為熱沉鋁基板上的溫度。

對被測LED施加一定的加熱功率脈沖 (恒流IH),被測LED的pn結(jié)發(fā)熱。比較恒流脈沖施加前后,在恒流IM偏置下所測的電壓變化量。在測試前被測LED結(jié)溫與熱沉溫度相同的前提下,由溫度檢測裝置測得熱沉溫度,從而得到被測LED的初始結(jié)溫。

由于在正向電流IM下,pn結(jié)溫升與其正向電壓變化呈線性關(guān)系,因此相關(guān)系數(shù)K為器件的熱敏溫度系數(shù) (mV/℃)。通過此熱敏溫度系數(shù),在恒定的偏置電流 IM下,可將功率恒流脈沖施加前后的結(jié)電壓變化量△VF 換算為相應(yīng)的結(jié)溫變化量。

Rth=ΔVF / K*P首先轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“1”,則被測LED注入恒定電流 IM,測得其正向電壓 VFI。然后開關(guān)切換到“2”,給被測 LED 注入恒定電流1H,使其結(jié)溫升高。在一定時(shí)間之后,開關(guān)再次切換至“1”,在lhf下測得LED的正向電壓 VF2。最后就可以計(jì)算出熱阻。

相關(guān)閱讀:

第三講:LED驅(qū)動(dòng)電源功率因數(shù)如何提高?
http://forexsooq.com/power-art/80020810
第二講:LED驅(qū)動(dòng)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如何選擇?
http://forexsooq.com/opto-art/80020776
第一講:LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)的考慮要素及通用要求
http://forexsooq.com/opto-art/80020756

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