LED 溫度特性的測(cè)試
梅　毅　陳郁陽　袁　川　劉木清(復(fù)旦大學(xué)電光源研究所, 上海　200433)

摘　要: 本文介紹了對(duì)多種型號(hào)LED 在不同環(huán)境溫度條件下色度參數(shù)的測(cè)試過程。通過分析實(shí)驗(yàn)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(cè)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(biāo); 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(dāng)注入PN 結(jié)的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí), 就會(huì)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(duì)白熾燈等傳統(tǒng)光源具有功耗小、壽命長(zhǎng)、體積小、重量輕、工作電壓低、發(fā)光響應(yīng)時(shí)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(hào)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(gè)溫度依賴性較強(qiáng)的光源。溫度的浮動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致光輸出的顯著變化和發(fā)光峰值波長(zhǎng)的漂移等現(xiàn)象。因此, 對(duì)LED 溫度特性的測(cè)試是十分有意義的。隨著LED 產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展并逐步進(jìn)入照明領(lǐng)域, 對(duì)大功率LED 溫度特性進(jìn)行測(cè)量更具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本文利用復(fù)旦大學(xué)電光源研究所設(shè)計(jì)開發(fā)的顏色分析儀以及LED 驅(qū)動(dòng)電路, 對(duì)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(jìn)行測(cè)試并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論。

2 　實(shí)驗(yàn)
2.1.1 　LED 溫度測(cè)試裝置
LED 溫度測(cè)試系統(tǒng)由恒溫箱、積分球、驅(qū)動(dòng)電路、LED 光源、溫度計(jì)、光譜儀、顏色分析軟件組成。

....

3 　結(jié)論
由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn): 在恒流驅(qū)動(dòng)條件下, 被測(cè)LED 輸出光通隨環(huán)境溫度升高而下降, 下降幅度因LED 型號(hào)而異。這是因?yàn)榛谀壳暗陌雽?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(duì)色溫除白光色溫升高外均有所降低。同時(shí), LED 發(fā)光波長(zhǎng)也受到影響, 除藍(lán)光LED 的波長(zhǎng)隨環(huán)境溫度的升高而向短波方向漂移外其他則向長(zhǎng)波方向漂移, 改變量約為0105nmPK。這是LED 輸出光譜相對(duì)能量分布隨溫度改變之故。

在實(shí)驗(yàn)中為了準(zhǔn)確測(cè)定數(shù)據(jù), 需要注意如下幾點(diǎn):
首先, 實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為溫度計(jì)示數(shù)即為L(zhǎng)ED 環(huán)境溫度,故而要求溫度計(jì)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(dāng)LED 剛點(diǎn)亮?xí)r, 結(jié)溫會(huì)隨能量的消耗而增加進(jìn)而影響輸出光通, 這需要幾秒鐘或幾分鐘的時(shí)間才能使輸出達(dá)到熱平衡。具體的點(diǎn)燈穩(wěn)定時(shí)間因LED 型號(hào)與測(cè)試環(huán)境而異。為了便于比對(duì), 實(shí)驗(yàn)中統(tǒng)一測(cè)量設(shè)定環(huán)境溫度下點(diǎn)燈一分鐘后的數(shù)據(jù)。
另外, 實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖潜容^輸出光通量相對(duì)值, 故無需關(guān)心光通量實(shí)際大小。只需假定常溫下輸出光通為100 % , 測(cè)量高低溫條件下光通相對(duì)值即可。
第18 卷第1 期梅　毅等: LED 溫度特性的測(cè)試19 熱設(shè)計(jì) http://m.aji87.cn

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