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LED壽命的終結者:LED的熱阻

發(fā)布時間:2013-04-26 責任編輯:abbywang

【導讀】影響LED壽命的一個重要參數就是LED熱阻。其數值越低,表示芯片中的熱量傳導到支架或鋁基板上越快。這有利于降低芯片中pn結的溫度,從而延長LED的壽命。


在LED點亮后達到熱量傳導穩(wěn)態(tài)時,芯片表面每耗散1W的功率,芯片pn結點的溫度與連接的支架或鋁基板的溫度之間的溫差稱為熱阻Rth,單位為℃/W。數值越低,表示芯片中的熱量傳導到支架或鋁基板上越快。這有利于降低芯片中pn結的溫度,從而延長LED的壽命。

影響LED熱阻的因素

怎樣才能降低LED的熱阻呢?熱阻的大小與以下因素有關:

與LED芯片本身的結構與材料有關。

與LED 芯片黏結所用材料的導熱性能及黏結時的質量有關,是用導熱性能很好的膠,還是用絕緣導熱的膠,還是用金屬直接連接。熱沉是用什么材料制成的?是用導熱很好的銅,還是鋁,而且與銅、鋁的散熱面積大小也有直接的關系。選用一定的材料與控制相關的技術細節(jié),就可以降低LED的熱阻,從而提高LED壽命的工作效能。

 圖題:LED壽命的終結者——LED的熱阻
圖題:LED壽命的終結者——LED的熱阻

確定LED熱阻大小

怎么測出熱阻呢?LED芯片 pn結溫度升高10℃,波長會漂移1~2nm,或當pn結溫度升高10℃時,光強會下降 1%,按照這種規(guī)律可測出pn結溫度上升了多少度。

熱阻是沿熱流通道上的溫度差與通道上耗散的功率之比,對于LED來說,熱阻一般是指從LED芯片 pn結到熱沉上的熱阻,熱阻計算公式可表示為:Rth=(Tj - Tx)/ P式中,Tj 為施加大小為 P的加熱功率脈沖后測得的LED結溫;Tx 為熱沉鋁基板上的溫度。

對被測LED施加一定的加熱功率脈沖 (恒流IH),被測LED的pn結發(fā)熱。比較恒流脈沖施加前后,在恒流IM偏置下所測的電壓變化量。在測試前被測LED結溫與熱沉溫度相同的前提下,由溫度檢測裝置測得熱沉溫度,從而得到被測LED的初始結溫。

由于在正向電流IM下,pn結溫升與其正向電壓變化呈線性關系,因此相關系數K為器件的熱敏溫度系數 (mV/℃)。通過此熱敏溫度系數,在恒定的偏置電流 IM下,可將功率恒流脈沖施加前后的結電壓變化量△VF 換算為相應的結溫變化量。

Rth=ΔVF / K*P首先轉換開關置于“1”,則被測LED注入恒定電流 IM,測得其正向電壓 VFI。然后開關切換到“2”,給被測 LED 注入恒定電流1H,使其結溫升高。在一定時間之后,開關再次切換至“1”,在lhf下測得LED的正向電壓 VF2。最后就可以計算出熱阻。

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