LED路灯光衰.doc

LED路灯光衰 LED路灯[1]是指LED经过一段时间的点亮后,其光强会比原来的光强要低,而低了的部分就是LED路灯的光衰. 一般LED封装厂家做测试是在实验室的条件下(25℃的常温下),以20MA的直流电连续点亮LED1000小时来对比其点亮前后的光强. LED路灯光衰计算方法 　　N小时的光衰=1-（N小时的光通量/0小时的光通量） 编辑本段 LED路灯光衰产生原因 　　LED路灯产品的光衰就是光在传输中的讯号减弱，而现阶段全球LED大厂们做出的LED产品光衰程度都不同，大功率LED同样存在光衰，这和温度有直接的关系，主要是由芯片、萤光粉和封装技术决定的。目前，市场上的白光LED其光衰可能是向民用照明进军的首要问题之一。 　　针对LED的光衰主要有以下二大因素： 一、LED产品本身品质问题： 　　1、采用的LED芯片体质不好，亮度衰减较快。 　　2、生产工艺存在缺陷，LED芯片散热不能良好的从PIN脚导出，导致LED芯片温度过高使芯片衰减加剧。 二、使用条件问题： 　　1、LED为恒流驱动，有部分LED采用电压驱动原因使LED衰减过来。 　　2、驱动电流大于额定驱动条件。 　　其实导致LED产品光衰的原因很多，最关键的还是热的问题，尽管很多厂商在次级产品不特别注重散热的问题，但这些次级LED产品长期使用下，光衰程度会比有注重散热的LED产品要高。LED芯片本身的热阻、银胶的影响、基板的散热效果，以及胶体和金线方面也都与光衰有关系。 编辑本段 LED路灯的光衰分析 　　大多数白色LED是由蓝色LED照射$荧光粉而得到的。引起LED光衰的主要原因有两个，一个是蓝光LED本身的光衰，蓝光LED的光衰远比红光、黄光、绿光LED要快。还有一个是荧光粉的光衰，荧光粉在高温下的衰减十分严重。各种品牌的LED它的光衰是不同的。通常LED的厂家能够给出一套标准的光衰曲线来。例如美国Cree公司的光衰曲线就如图1所示。 　　图1 Cree公司的LED的光衰曲线 　　从图中可以看出，LED的光衰是和它的结温有关，所谓结温就是半导体PN结的温度，结温越高越早出现光衰，也就是寿命越短。从图上可以看出，假如结温为105度，亮度降至70%的寿命只有一万多小时，95度就有2万小时，而结温降低到75度，寿命就有5万小时，65度时更可以延长至9万小时。所以延长寿命的关键就是要降低结温。不过这些数据只适合于Cree的LED。并不适合于其他公司的LED。例如Lumiled公司的LuxeonK2的光衰曲线就如图2所示。 　　图2 Lumiled 公司的LuxeonK2的光衰曲线 　　当结温从115℃提高到135℃，就会使寿命从50,000小时降低到20,000小时。 其他各家公司的光衰曲线应当可以向原厂索取。 编辑本段 如何才能延长LED的寿命 　　由图中可以得出结论，要延长其寿命的关键是要降低其结温。而降低结温的关键就是要有好的散热器。能够及时地把LED产生的热散发出去。 　　在这里我们不准备讨论如何设计散热器的问题，而是要讨论哪一个散热器的散热效果相对比较好的问题。实际上，这是一个结温的测量问题，假如我们能够测量任何一种散热器所能达到的结温，那么不但可以比较各种散热器的散热效果，而且还能知道采用这种散热器以后所能实现的LED寿命。 如何测量结温 　　结温看上去是一个温度测量问题，可是要测量的结温在LED的内部，总不能拿一个温度计或热电偶放进PN结来测量它的温度。当然它的外壳温度还是可以用热电偶测量的，然后根据给出的热阻Rjc（结到外壳），可以推算出它的结温。但是在安装好散热器以后，问题就又变得复杂起来了。因为通常LED是焊接到铝基板，而铝基板又安装到散热器上，假如只能测量散热器外壳的温度，那么要推算结温就必须知道很多热阻的值。包括Rjc（结到外壳），Rcm（外壳到铝基板，其实其中还应当包括薄膜印制版的热阻），Rms（铝基板到散热器），Rsa（散热器到空气），其中只要有一个数据不准确就会影响测试的准确度。图3给出了 LED到散热器各个热阻的示意图。其中合并了很多热阻，使得其精确度更加受到限制。也就是说，要从测得的散热器表面温度来推测结温的精确度就更差。 　　图3 LED到散热器各个热阻的示意图 　　幸好有一个间接测量温度的方法，那就是测量电压。那么结温和哪个电压有关呢？这个关系又是怎么样的呢？ 　　我们首先要从LED的伏安特性讲起。 LED伏安特性的温度系数 　　我们知道LED是一个半导体二极管，它和所有二极管一样具有一个伏安特性，也和所有的半导体二极管一样，这个伏安特性有一个温度特性。其特点就是当温度上升的时候，伏安特性左移。图4中画出了LED的伏安特性的温度特性。 　　图4 LED伏安特性的温度特性 　　假