必须清楚地了解LED内部从PN结到环境的热特性,从而确保得到一个安全,可靠的设计和令人满意的性能。在热流路径中可能有裸芯片或胶层等多个导热界面,并且它们的厚度和热阻很难在生产过程中进行控制。此外,在LED封装和作为散热器的照明设备外壳之间的导热界面进一步增加了设计的挑战性。必须在样机阶段尽可能早地了解LED的热阻值。
基于真实的LED结温,重新绘制曲线将消除光通量曲线斜率的偏差。图7b描述了一组光通量和结温的曲线,并且这里的真实结温通过真实的加热功率和真实的热阻进行计算得到。现在对于同一供应商的所有LED样品,由前向电流值获得的特性斜率是一致的。光通量微小的偏差相当于通常的制造误差。
静态测量,光度测量和累计球
描述偏色等重要参数不仅仅要求电流和热测试,而且需要一个完全可控的小型“黑腔”。非常明显,不让外部的光影响敏感的波长读数是非常重要的。
最简单的LED热阻抗测量方式是使用四线“Kelvin”测试装置的静态测试方法。首先是LED处于稳态状态下,设定产生需要加热电流(IH)等级的前向电流(IF),恒定的加热电流是LED温度达到一个稳定值,从而产生恒定的光通量。
在JEDEC JESD51-1标准定义的静态测试条件下,一旦LED处于热的状态,它的前向电流突然降低到一个非常低的测量电流水平,IM(表格1中第2步)。事实上LED被关闭,产生了一个负的功率。在这个阶段,测量相应的电压(表格1第3步)。从LED的前向电压改变推算LED结温的改变。
注意,当PN结前向电流突然被停止(在测试过程中),不可避免的发生电瞬态现象。这个瞬态现象会持续很短的一段时间,在这段时间内前向电压的改变无法描述LED芯片的温度的改变。因此,在进行测量时必须给电瞬态现象消失留有一个时间上的延迟。
图8归纳了变量之间的相互影响
Mentor Graphics 公司MicReD 部门的TERALED热/辐射测量系统就是用于LED辐射和光度特性测量的。它的研发目的就是为刚才所提及的静态测试提供完整的解决方案。当将它连接到T3Ster系统,TERALED可以完成热瞬态测试,从而提供结构函数,简化模型和热特性数据,同时也获得光度特性数据。
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