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LED 结温yabo官网--任意三数字加yabo.com直达官网方法的分析

嘉峪yabo官网--任意三数字加yabo.com直达官网网????????2019-09-09 09:28

摘要:基于大功率 LED 结温测量方法,研究被测 LED 器件注入方波电流脉冲过程中电流幅度与工作流量之间的比值。发现实际额定电流与冲脉电流比值相同。通过直接测量 LED 在额定工作电流下的正向结电压,并辅助温度敏感系数,就能够测得 LED 的结温。

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1 ?引言

LED 结温的高低与其封装有很大的关系。我国多芯片集成封装是目前获得高光通量的一个最可行的方案。在实际应用过程中,由于受到相关价格的制约以及 LED 集成封装可用的空间、散热问题的影响,致使利用率大大降低。发光芯片在实际应用过程中,由于密度过于集中,很有可能会引发产品的散热问题,致使基板温度骤升。因此,对于此类问题,应借助改变热沉结构的方式,对其进行封装。

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2 ?LED 热特性的研究

? 2.1 驱动电流的影响?

LED 结温可以理解为 LED 芯片温度的数值。一般来说,LED 结温产生原因有多种多样[1-4]。两大因素:一方面,由于出光效率低,LED 在能量转换时应用的效率较低,进而造成的结温变化;其次,则是由于 LED 封装的散热能力过低造成的。散热能力越低,出光效率则越低,结温上升越高。

? 2.2 结温对 LED 参数的影响?

(1)LED 永久性老化。当 LED 结温在高温状态之下的老化十分严重,因为这种永久老化是不能恢复的。高温时,LED 封装出现光效率下降衰减。

(2)对 LED 正向电压的干扰。LED 结温上升过程中,由于此时受到温度的影响,电压值 VF 值相较于高峰时,会出现明显的下降情况。因此,LED 在 IF 为常量时具有负温度系数特性。而后,随着干扰的强度不断增加,P-N 结温的情况也会愈演愈烈。在实际应用中,恒流供电是 LED 工作的优化模式,由于此类正向电压的干扰,正向电流增加,很有可能损坏产品的内部器件。

(3)对 ?LED 发光波长的干扰。当结温上升时,LED 的发光波长变长。此时,LED 显示效果发生偏色发光波长一般可分成峰值波长与主波长二类。这两类分别表示主波长以及强光波长。其中的 ?X、Y 色度坐标决定主波长的感知颜色,发光区材料的禁带宽度值对于一个 LED 器件的波长或颜色起决定性作用。

(4)对 LED 光效的干扰。随着结温的不断上升,会使得产品出现位错结构缺陷等问题。一旦随着时间的推移当温度升高到最大限度时,很有可能造成光通量的骤降,进而对设备造成严重的损坏。

(5)对 LED 荧光粉效率的干扰。LED 芯片结温变化比较复杂。在这一过程中,随着 LED 荧光粉效率干扰的问题不断加重,最终会致使 LED 荧光粉发光效率下降,但是一般情况下对于产品的应用不会造成严重的损毁。

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3 ?LED 结温测量技术

现阶段,我国对于 LED 结温测量技术也没有形成一个规范、统一的测量标准。在 LED 结温测量技术中,由于工艺等因素不统一,而且在实际应用中缺乏一个严明的相关标准,这就使得大功率 LED 结温的测量存在问题,而且如果同传统功率进行对比后能够发现,这二者存在很大不同。

(1)红外热成像法的应用。此种成像法测量 LED 结温,在实际应用过程中具有测量方便的优点。但是与此同时,实际应用中也存在易受 LED 封装结构的影响的缺点,进而产生一定的测量误差。而且此种方法应用到的仪器价格昂贵。

(2)光谱法的应用。此种方法主要利用 LED 结温升高时,LED 的主波长会发生一定的改变,这种改变会造成波长的漂移。当主波长漂移时,结温每升高 10 ℃,则波长向长波漂移约为 l cm。

(3)管脚温度法的应用。管脚温度法在当前的应用也十分普遍,该种方法主要借助热输运性质,可以最终对芯片耗散的热功率确定结温。

(4)蓝白比法的应用。蓝白比法是一种非接触的结温测量方法,此种方法最大的优点是:当在实际应用中,借助此种方法根本不需要对整体进行破坏,就能够直接测得结温的实际数值。

(5)脉冲电流法的应用。脉冲电流的应用在工业领域较为常见,此方法幅值为 LED 的实际额定电流数值,通过高速电压采样电路测量,可以掌握 ?LED 方波电流脉冲输入时的正向电压数值。在实际的应用过程中,电流脉冲对 LED 结温的影响可以暂时忽略不计,而且能够测得最终敏感系数。

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4 ?LED 脉冲电流法测试

(1)测量装置。测量装置在 LED 冲脉电流法中应用较广,其中,测量装置的可调脉冲信号源可以生产脉冲信号;测量装置的应用使得脉冲变换选择性增加,电路负责对脉冲信号源输出的分类也发生了一定变化。由于应用测量装置能够将前级电压的控制,压控电流源按照要求输出一定数值的脉冲电流。恒温箱负责为 LED 的测量提供一个相对稳定的测量环境。

(2)参数特点分析。LM3886 在实际应用过程中具有诸多优势,这些优势集中体现在对结温数据的记录上。同时,应用 LM886 还能够避免由于结温过高,对设备造成的损坏。若在运行过程中,供电电压低于 10 V 时 LM3886 还可以自动的终止工作状态,保护电路。

(3)可控脉冲电流源电路。本文主要参照 LM3886 典型工作电路,并且以此作为可控冲脉电流源电路的应用典型案例。结果显示:应用可控脉冲源当脉冲频率达到一定的脉宽时,此时,可控脉冲电流的源电路还能够保障原波形的不变性,儿当对电路中的电流进行改变时,首先对其进行取样分析,此时,可控脉冲电源电流上升时间会略大于 l μs。但是通过对比能够发现,尽管原波形发生了变化,但是这种波形的变化对于工作电路并不受到什么影响。由此,能够得知,电路中 ?RP1 可以调节脉冲波的波峰电流值,使电流源波谷电流能够尽可能达到“0”,RP2 的作用可以平衡 74LS00 门电路的残余波谷电压,同时它也可以调节电流源波谷电流使它为某一需要的电流值。

(4)试验过程。计算结温数值和热阻数值。实验中,分别在同一工作状态下用小电流 K 系数法和窄脉法对样本 LED 的结温进行测量。对电流工作较长时间的 LED 进行运行,再对电流的运行情况进行分别测量。小电流 K 系数法以及窄脉法的应用主要是为了保证实验的精准性,确保实验数据的准确。具体的响应数据情况如表 1。分析发现结温数值的数据与热阻值的数据二者之间存在联系。

(5)实验结果。通过实验数据能够看出,尽管目前这种方法还在进一步的试验中,实验结果仍存在一些问题,其中主要问题针对压控电流源的要求却有着很高的标准。同时,脉冲信号源具有较高要求,尤其是针对测试中的压控电流源要求响应速率,有着极高的要求和标准。

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5 ?结语

(1)通过对上述的相关热学参数进行理论分析。能够发现,在展开的实验过程中,影响 LED 结温的脉冲电流测量数值的因素包括测量步骤、脉宽、测量数值的精准程度。(2)利用脉冲电流法对 LED 结温的实际情况进行测试,并且在实验过程中以测量 LED 结温高速可控方波脉冲电流源作为主要的思路,这能够有效的保障实验精准度,同时也为真正设计制造脉冲法测量结温的仪器带来了理论上的帮助。由于实验的周期性较短,而且在实验过程中设备利用率以及使用情况较为良好,基本上能够实现对原有 K 系数法测量结温系统的在应用。

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来源:Internet

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