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在LED点亮后达到热量传导稳态时,芯片表面每耗散1W的功率,芯片pn结点的温度与连接的支架或铝基板的温度之间的温差称为热阻Rth,单位为℃/W。数值越低,表示芯片中的热量传导到支架或铝基板上越快。这有利于降低芯片中pn结的温度,从而延长宁波LED的寿命。
1.影响热阻的因素
怎样才能降低LED的热阻呢?热阻的大小与以下因素有关:
与LED芯片本身的结构与材料有关。
与LED 芯片黏结所用材料的导热性能及黏结时的质量有关,是用导热性能很好的胶,还是用绝缘导热的胶,还是用金属直接连接。
热沉是用什么材料制成的?是用导热很好的铜,还是铝,而且与铜、铝的散热面积大小也有直接的关系。
选用一定的材料与控制相关的技术细节,就可以降低LED的热阻,从而提高LED寿命的工作效能。
确定热阻大小
怎么测出热阻呢?LED芯片 pn结温度升高10℃,波长会漂移1~2nm,或当pn结温度升高10℃时,光强会下降 1%,按照这种规律可测出pn结温度上升了多少度。
热阻是沿热流通道上的温度差与通道上耗散的功率之比,对于LED来说,热阻一般是指从LED芯片 pn结到热沉上的热阻,热阻计算公式可表示为:
Rth=(Tj - Tx)/ P (4.9)
式中,Tj 为施加大小为 P的加热功率脉冲后测得的LED结温;Tx 为热沉铝基板上的温度。
对被测LED施加一定的加热功率脉冲 (恒流IH),被测LED的pn结发热。比较恒流脉冲施加前后,在恒流IM偏置下所测的电压变化量。在测试前被测LED结温与热沉温度相同的前提下,由温度检测装置测得热沉温度,从而得到被测LED的初始结温。
由于在正向电流IM下,pn结温升与其正向电压变化呈线性关系,因此相关系数K为器件的热敏温度系数 (mV/℃)。通过此热敏温度系数,在恒定的偏置电流 IM下,可将功率恒流脉冲施加前后的结电压变化量△VF 换算为相应的结温变化量。
Rth=ΔVF / K*P (4.10)
首先转换开关置于“1”,则被测LED注入恒定电流 IM,测得其正向电压 VFI。然后开关切换到“2”,给被测 LED 注入恒定电流1H,使其结温升高。在一定时间之后,开关再次切换至“1”,在lhf下测得LED的正向电压 VF2。最后就可以计算出热阻。 |
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