發(fā)布時(shí)間:2019-08-02
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半導(dǎo)體照明是本世紀(jì)一場(chǎng)技術(shù)革命,從技術(shù)成熟角度看它還是個(gè)嬰兒,雖然LED大功率白光技術(shù)發(fā)展很快,那么對(duì)于我們常說(shuō)的LED光效、LED熱阻又是什么呢?? ? ? ? ? ? ? ? ??? ??
LED光源發(fā)出的光通量(lm)除以光源所消耗的功率(W)稱為L(zhǎng)ED光效,單位lm/W。
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LED瞬態(tài)光效是指LED光源開(kāi)始工作時(shí)的發(fā)光效率,也稱初始冷態(tài)光效,它是被測(cè)光源施加一定短脈沖電流所測(cè)得的瞬間光通量,測(cè)量時(shí)通常給出大于芯片而小于基板的發(fā)熱時(shí)間常數(shù),所加熱脈沖寬度通常在1-幾十ms。
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瞬態(tài)光效是LED光源短時(shí)間的光_電轉(zhuǎn)換特性,它與芯片和熒光粉量子激發(fā)能力、膠體折射率、透光率、支架結(jié)構(gòu)(反光杯)反光率等條件有關(guān),與芯片結(jié)溫基本無(wú)關(guān)。它只有測(cè)量對(duì)比意義,瞬態(tài)光效不能代表實(shí)際工作狀態(tài)。
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穩(wěn)態(tài)光效是指LED光源工作一段時(shí)間進(jìn)入熱穩(wěn)定后,芯片結(jié)溫不再上升、光強(qiáng)不再變化時(shí)所測(cè)出的光通量與電功率之比。穩(wěn)態(tài)光效是指LED整體燈具除了驅(qū)動(dòng)電源以外的系統(tǒng)光效,它反映LED實(shí)際工作的光、電、熱綜合特性。穩(wěn)態(tài)光效包括除LED瞬態(tài)光、電特性外,還包括系統(tǒng)傳熱、散熱的溫度變化狀態(tài),也稱系統(tǒng)光,是整體燈具真實(shí)工作效率。
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1.LED熱阻
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熱阻通常是指熱流通過(guò)物體時(shí)的阻力。是由物質(zhì)材料的本質(zhì)所決定的。熱阻的大小和熱流通過(guò)的路徑長(zhǎng)度成正比,和路徑的截面積成反比,和材料的導(dǎo)熱系數(shù)成反比。即:Rth=L/Sλ
2.區(qū)分光源內(nèi)部熱阻和光源外部熱阻的意義
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對(duì)系統(tǒng)而言,LED熱阻包括:光源內(nèi)部熱阻和光源外部熱阻。
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光源內(nèi)部熱阻也稱封裝熱阻,包括:
(1)LED芯片材料自身的熱阻,RL1。
(2)芯片和基板(熱沉)粘接熱阻,RL2。
(3)基板傳導(dǎo)熱阻RL3,
(4)灌封膠體熱阻,RL4。
(5)透鏡熱阻,RL5。
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光源外部熱阻包括:
(1)熱沉下層的導(dǎo)熱硅膠熱阻,RO1。
(2)覆銅板熱阻,RO2。
(3)覆銅板與鋁基板之間的絕緣薄膜熱阻,RO3。
(4)鋁基板熱阻,RO4。
(5)鋁基板與散熱器之間的導(dǎo)熱硅膠產(chǎn)生熱阻,RO5。
(6)散熱器熱阻,RO6。
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應(yīng)用中光源內(nèi)部熱阻即封裝熱阻,它關(guān)系到光衰和壽命是衡量光源品質(zhì)的重要指標(biāo),對(duì)燈具用戶來(lái)說(shuō)是無(wú)法改變的,亦即系統(tǒng)設(shè)計(jì)無(wú)計(jì)可施。系統(tǒng)光效與系統(tǒng)熱阻成反比,熱阻越低,光效越高。
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3.用穩(wěn)態(tài)光效和瞬態(tài)光效之比來(lái)衡量系統(tǒng)的光熱特性
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目前LED光源熱阻測(cè)量國(guó)家尚未出臺(tái)標(biāo)準(zhǔn),通常依照普通半導(dǎo)體器件的熱阻測(cè)量方法采用電壓測(cè)量法,先測(cè)出K值,再計(jì)算岀某位置到PN結(jié)的熱阻。還有光譜法、光熱阻掃描法及光功率法。由于測(cè)量程序復(fù)雜,難以規(guī)范,因此仍然應(yīng)用不廣。人們從傳熱學(xué)引入LED“熱阻”一詞無(wú)非是希望能通過(guò)測(cè)量找出光源和燈具每個(gè)節(jié)點(diǎn)溫升狀況,以便將光源溫度工作設(shè)計(jì)在安全范圍內(nèi),減少LED光衰。其實(shí),測(cè)試結(jié)溫及計(jì)算熱阻目的意義僅在于對(duì)比系統(tǒng)傳熱性能,以便優(yōu)化散熱/成本比,這無(wú)需拐彎抹角去反復(fù)測(cè)量和計(jì)算,操作復(fù)雜還不夠準(zhǔn)確。
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