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影响LED灯光衰的原因分析

导读: 光衰这个LED行业老生常谈的问题,笔者一直在想怎么能很直观的告诉你们光衰和LED灯珠寿命的的关系呢?

  光衰这个LED行业老生常谈的问题,笔者一直在想怎么能很直观的告诉你们光衰和LED灯珠寿命的的关系呢?最后找到了一个比较好的方法,就是看图说话。提前说下减少光衰的方法就是散热,散热,散热......重要的事情多说几遍。

  下面是cree公司的光衰曲线图:

  从图中可以看出,LED的光衰是和它的结温有关,所谓结温就是半导体PN结的温度,结温越高越早出现光衰,也就是寿命越短。从图上可以看出,假如结温为105度,亮度降至70%的寿命只有一万多小时,95度就有2万小时,而结温降低到75度,寿命就有5万小时,65度时更可以延长至9万小时。所以延长寿命的关键就是要降低结温,不过这些数据只适合于Cree的LED,并不适合于其他公司的LED。

  如何才能延长LED的寿命

  所以我们买LED灯具(所有的不特指LED射灯)的时候,一定要看它的散热设计好不好。

  由图中可以得出结论,要延长其寿命的关键是要降低其结温。而降低结温的关键就是要有好的散热器,能够及时地把LED产生的热散发出去。

  在这里我们不准备讨论如何设计散热器的问题,而是要讨论哪一个散热器的散热效果相对比较好的问题。实际上,这是一个结温的测量问题,假如我们能够测量任何一种散热器所能达到的结温,那么不但可以比较各种散热器的散热效果,而且还能知道采用这种散热器以后所能实现的LED寿命。

  如何测量结温

  结温看上去是一个温度测量问题,可是要测量的结温在LED的内部,总不能拿一个温度计或热电偶放进PN结来测量它的温度。当然它的外壳温度还是可以用热电偶测量的,然后根据给出的热阻Rjc(结到外壳),可以推算出它的结温。

  但是在安装好散热器以后,问题就又变得复杂起来了。因为通常LED是焊接到铝基板,而铝基板又安装到散热器上,假如只能测量散热器外壳的温度,那么要推算结温就必须知道很多热阻的值。包括Rjc(结到外壳),Rcm(外壳到铝基板,其实其中还应当包括薄膜印制版的热阻),Rms(铝基板到散热器),Rsa(散热器到空气),其中只要有一个数据不准确就会影响测试的准确度。

  下图给出了LED到散热器各个热阻的示意图。其中合并了很多热阻,使得其精确度更加受到限制。也就是说,要从测得的散热器表面温度来推测结温的精确度就更差。

LED到散热器各个热阻的示意图

  幸好有一个间接测量温度的方法,那就是测量电压。那么结温和哪个电压有关呢?这个关系又是怎么样的呢?我们首先要从LED的伏安特性讲起。

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