LED 溫度特性的測試
梅 毅 陳郁陽 袁 川 劉木清(復(fù)旦大學電光源研究所, 上海 200433)
摘 要: 本文介紹了對多種型號LED 在不同環(huán)境溫度條件下色度參數(shù)的測試過程。通過分析實驗數(shù)據(jù), 總結(jié)了LED 輸出光通、色溫等受環(huán)境溫度影響的變化規(guī)律, 并討論了LED 溫度測試過程需要注意的問題。
關(guān)鍵詞: LED; 光通量; 相關(guān)色溫; 色坐標; 溫度特性
Measurement of LEDs’Temperature Characteristics
Mei Yi Chen Yuyang Yuan Chuan Liu Muqing ( Fudan University Department of Light Source and Illuminating Engineering , Shanghai 200433)
Abstract:The paper introduces the measurement process of various types of LEDs’temperature characteristics. By analyzing the results , a conclusion of relationship between LEDs’chromatic parameters and ambient temperature is given. And some consideration during LED measurement is discussed.
Key words : LED ; luminous flux ; correlated color temperature ; chromaticity coordinate ; temperature characteristic
1 引言
發(fā)光二極管(Light Emitting Diodes , LED) 是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體二極管, 當注入PN 結(jié)的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時, 就會發(fā)光, 是一種直接把電能轉(zhuǎn)化為光和輻射能的發(fā)光器件。其相對白熾燈等傳統(tǒng)光源具有功耗小、壽命長、體積小、重量輕、工作電壓低、發(fā)光響應(yīng)時間短, 光色純等一系列特性。LED 目前已廣泛應(yīng)用在指示燈、顯示屏、交通信號燈等諸多領(lǐng)域。隨著高效、大功率LED 技術(shù)的不斷突破, LED 將有可能成為未來應(yīng)用廣泛的新型光源。
LED 光源是一個溫度依賴性較強的光源。溫度的浮動可能會導(dǎo)致光輸出的顯著變化和發(fā)光峰值波長的漂移等現(xiàn)象。因此, 對LED 溫度特性的測試是十分有意義的。隨著LED 產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展并逐步進入照明領(lǐng)域, 對大功率LED 溫度特性進行測量更具有極為重要的現(xiàn)實意義。
本文利用復(fù)旦大學電光源研究所設(shè)計開發(fā)的顏色分析儀以及LED 驅(qū)動電路, 對不同顏色與不同功率LED 在寬溫度范圍內(nèi)光通量的變化進行測試并對實驗結(jié)果進行分析討論。
2 實驗
2.1.1 LED 溫度測試裝置
LED 溫度測試系統(tǒng)由恒溫箱、積分球、驅(qū)動電路、LED 光源、溫度計、光譜儀、顏色分析軟件組成。
....
3 結(jié)論
由實驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn): 在恒流驅(qū)動條件下, 被測LED 輸出光通隨環(huán)境溫度升高而下降, 下降幅度因LED 型號而異。這是因為基于目前的半導(dǎo)體制造技術(shù), LED 輸入功率中大約80 %至85 % 的能量通過熱傳導(dǎo)方式散發(fā)出去, 而不能像白熾燈一樣的輻射散熱。這樣LED 的穩(wěn)定性便很容易受自身散熱及環(huán)境溫度影響。隨環(huán)境溫度升高, LED 相對色溫除白光色溫升高外均有所降低。同時, LED 發(fā)光波長也受到影響, 除藍光LED 的波長隨環(huán)境溫度的升高而向短波方向漂移外其他則向長波方向漂移, 改變量約為0105nmPK。這是LED 輸出光譜相對能量分布隨溫度改變之故。
在實驗中為了準確測定數(shù)據(jù), 需要注意如下幾點:
首先, 實驗中認為溫度計示數(shù)即為LED 環(huán)境溫度,故而要求溫度計探頭擺放位置盡量靠近LED ,但又不能過多地受LED 自身熱量影響。
其次, 當LED 剛點亮時, 結(jié)溫會隨能量的消耗而增加進而影響輸出光通, 這需要幾秒鐘或幾分鐘的時間才能使輸出達到熱平衡。具體的點燈穩(wěn)定時間因LED 型號與測試環(huán)境而異。為了便于比對, 實驗中統(tǒng)一測量設(shè)定環(huán)境溫度下點燈一分鐘后的數(shù)據(jù)。
另外, 實驗?zāi)康氖潜容^輸出光通量相對值, 故無需關(guān)心光通量實際大小。只需假定常溫下輸出光通為100 % , 測量高低溫條件下光通相對值即可。
第18 卷第1 期梅 毅等: LED 溫度特性的測試19 熱設(shè)計 http://www.0532yewu.com
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