????????引言
LED壽命長(zhǎng)、效率高是有前提的,即適宜的工作條件。其中影響壽命和發(fā)光效率的主要因素是LED的工作結(jié)溫。從主流LED廠家提供的測(cè)試數(shù)據(jù)表明,LED的發(fā)光效率與結(jié)溫幾乎成反比,壽命隨著結(jié)溫升高近乎以指數(shù)規(guī)律降低。因此,將結(jié)溫控制在一定范圍是確保LED壽命和發(fā)光效率的關(guān)鍵。而將結(jié)溫控制在一定范圍的手段除散熱措施外,將結(jié)溫納入驅(qū)動(dòng)電源的控制參數(shù)是十分必要的。
1 LED結(jié)溫的檢測(cè)
LED的結(jié)溫是指PN結(jié)的溫度,實(shí)際測(cè)量LED的結(jié)溫比較困難,但是可以根據(jù)LED的溫度特性間接測(cè)量。
LED的伏安特性和普通的二極管相似。用于白光照明的藍(lán)光LED典型的伏安特性如圖1所示。
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圖1 LED的伏安特性
LED的伏安特性和其它二極管一樣具有負(fù)溫度系數(shù)的特點(diǎn),即在結(jié)溫升高時(shí)I/V曲線出現(xiàn)左移現(xiàn)象,如下圖所示。
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圖2 伏安特性的溫度特性
一般LED的結(jié)溫每升高1°C ,I/V曲線會(huì)向左平移1.5~4mV,假如所加的電壓為恒定,那么顯然電流會(huì)增加,電流增加只會(huì)使它的結(jié)溫升得更高,甚至導(dǎo)致惡性循環(huán)。所以,目前LED驅(qū)動(dòng)電源一般設(shè)計(jì)為恒流供電。
根據(jù)I/V曲線隨結(jié)溫升高左移的規(guī)律,在恒流供電的情況下,測(cè)量LED的正向電壓就可以推算LED結(jié)溫。
在實(shí)際應(yīng)用中,往往不需要確定LED結(jié)溫的特別精確的數(shù)值,此時(shí)可以用試驗(yàn)的方法確定整體燈具LED光源結(jié)溫的估算數(shù)值。以一個(gè)12W筒燈為例,光源部分由4并6串中功率LED組成,其電路連接形式如下:
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圖3 LED光源電路連接圖
確定正向電壓與結(jié)溫的關(guān)系的試驗(yàn)步驟為:1)將光源置入恒溫箱中;2)設(shè)置恒溫箱的溫度;3)待恒溫箱內(nèi)溫度充分平衡穩(wěn)定后,在光源兩端接入恒流源;4)迅速測(cè)量光源的正向電壓并記錄;5)重復(fù)上述步驟1)~(4),恒溫箱溫度由低到高,測(cè)得多點(diǎn)數(shù)據(jù)。
按上述步驟,對(duì)12W筒燈光源進(jìn)行三次測(cè)量,數(shù)據(jù)如下:
表1 LED正向壓降與結(jié)溫的測(cè)量數(shù)據(jù)
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由表1可以看出,測(cè)量數(shù)據(jù)的一致性和規(guī)律性很明顯。