1W的LED灯程序.doc

LED的结温 接触大功率LED已经很多年了，最近因为和日本日亚打交道，我又发现了一个可能被忽视的事实。那就是LED核心结温对光通量的影响是巨大的。我们通常说，CREE XML2 U2级是在700mA电流下发出300-320Lm 光通量,于此对应，U2 bin 的最大光通量对应的是3000mA时约是1070lm,因此很多玩家说满载的U2光通量达到1100流明。我们这些DIY卖家都这样标称自己的产品，当然了，某些淘宝卖家号称2000流明的也有在此不讨论。但是上述标称必须有一个前提，那就是LED结温是25度。CREE的规格书也是写的在25摄氏度下的光通量。但是，显而易见，咱们手电上用LED的主动散热方案，怎么降温也不可能让LED在25度下工作的。一般如果达成热平衡后，外壳都有40度以上的温升。那么，外壳就有60度了，那么，LED核心的结温是多少呢？我认为不低于100度。那么，100度和25度结温下，LED光通量到底有多大区别？请看日本人做的模型。这一点我还是很佩服日本人的，做事很谨慎，严谨。他们标称的光通量都是对应实际结温的。请看上表是2种规格的LED，在25度结温时候，2000毫安电流下的光通量分别达到535和406流明。再看下表，120度结温情况下的：在120摄氏度的结温的情况下，2000mA下最大光通量已经下降为431和328流明。经过对比，我们可得知，在120度时候，2000mA电流下的光通量已经下降到25摄氏度的 431/535*100%=81.3%, 328/406*100%=80.7%.因此,实际上,在手电上使用的时候,我们得到的光通量可能只有标称值得80%! 这一事实可能长期为大家忽视,标称1000流明的LED,最终使用时候可能只有800流明.以此类推.对比不同结温下的数值,也可以得到LED光通量和结温温度的线性关系,那就是其他条件相同时,核心结温越高,光通量越低.这让我们除了应该知道手电应该尽可能做好散热以延长LED寿命以外,我们还应知道,降低LED工作温度也可以提高光通量.这就是效率问题了.这个事是我在开发高显色手电时候发现的,为尽可能降低核心温度,我们在LED基板上努力挖掘了一下子,上了热电分离的基板.目前刚刚做了几千个,因为厂家下料时候搞错了,我定的20mm基板被他们给做成了铝的，而16mm就是铜的。我们也正在对两种材料进行对比。 结温指半导体 元件 内部的温度。在 　　结温为：热阻×输入电力+环境温度,因此如果提高接合温度的最大额定值,即使环境温度非常高,LED也能正常工作。例如,在白色LED中,有的LED芯片品种的可容许接合温度最高达到+185℃。接合温度可因LED的点亮方式而大为不同。例如,脉冲驱动 (向LED输入断续电流驱动,间歇点亮)LED时,结温就不容易上升,而连续驱动(向LED输入稳定电流驱动,连续点亮)LED,结温就容易上升。 ? 　　芯片蓄热的话光强就会降低 　　白色LED配备的LED芯片的发光层在点灯过程中温度会上升。一般情况下,如果被称为结温的发光层部分的温度上升,发光效率就会降低,即使输入电力也不亮。通过降低LED芯片封装和封装底板的热阻,散发芯片上产生的热量,设法使结温不上升,能够使发光更亮。(图根据德国欧司朗 光电 半导体的资料制作) 　　如果使用提高了结温最大额定值的LED芯片,在安装使用时能够获得很多优点。例如,由于增加了输入电力,可提高输出功率 。还可以缩小底板的散热片等。 測算张大伟, 许键. AC-LED结温与开启电压关系测量[J]. 光学仪器 ,2014,36(1)1-5.?? ZHANG Dawei, XU Jian. Junction temperature measurement in AC-LED using cut-in voltage[J].Optical Instruments ,2014,36(1)1-5.?? AC-LED结温与开启电压关系测量 张大伟, 许键 ???? 上海理工大学 教育部光学仪器与系统工程研究中心, 上海 200093 收稿日期：2013-9-24 基金项目：国家自然科学基金资助项目（610728007） 作者简介：张大伟（1986-），男，硕士研究生，主要从事半导体发光器件制作工艺及光电测量方面的研究。E-mail：zdw2020@163.com 通讯作者：许键（1970-），男，教授，博士，主要从事半导体发光器件方面的研究。E-mail：jxu_opto@163.com 摘要：根据交流发光二极管（AC-LED）的工作特征，提出了一种简单而精准的AC-LED结温测量方法：开启电压法。通过理论分析和实验发现，AC-LED的开启电压会随着结温的上升而下降，且