温度对大功率LED照明系统光电参数影响研究.pdfVIP

提升照明节能水平的技术途径 TechnicalMethodstO Saving hnproveLightingEnergy 温度对大功率LED照明系统光电参数的影响研究 浙江聚光科技有限公司 邹军 田传军王妍彦 上的温度变化规律；研究了不同的热平衡温度对大功率LED光通量、电学参数的影响。发现对 于照明用大功率白光LED模块，在电源接通时，温度在前一段时间内会迅速升高，并且稳定在热 平衡值附近波动。在这个过程中，光通量、驱动电压、功率和发光效率都呈现出下降的趋势， 并且稳定在其热平衡值附近。研究还发现，对于大功率LED照明系统，光通量、驱动电压与散 热器温度具有线性关系。在大功率LED照明系统电源接通时，随着散热器温度的升高，LED的 反向饱和电流迅速升高。通过线性拟合，得到大功率LED照明系统的光通量温度系数、驱动电 压温度系数。 关键词：温度大功率LED光通量驱动电压 一、引言 近年来，LED技术得到迅猛发展，其在信号指示、照明、背光源和显示等方面得到了广泛的应用。 随着芯片技术的提高，LED已经进入大功率的时代。现在lW级的大功率LED正被照明行业使用，并得 到了很好的效果。LED功率及光效的提高，使得LED灯具代替传统照明方式成为可能。但是由于LED 灯具在工作过程中产生大量的热，大功率LED的热效应尤为明显，如果这些热量不能及时的散发出去， 就会使LED中P-N结的温度(结温)迅速升高，导致芯片出射光子的数目减少，取光效率降低，还会使 得LED芯片的发射光谱发生红移，色温质量下降，这对利用蓝光激发YAG荧光粉来取得白光的LED灯 具是非常不利的，因此LED的散热成为LED技术发展的重大课题，解决LED照明系统的散热问题迫在 眉睫‘11。 COB封装技术是裸芯片贴装技术之一，半导体芯片交接贴装在印刷线路板上，芯片与基板的电气连 接用引线缝合方法实现。在大功率LED灯具制造过程中，通常的做法是利用COB的方法将LED芯片封 装在铝质或者铜质基板上，利用自动焊线机将芯片与基板上的电路连接在一起，再将基板与外部电路连 接在一起。基板被固定在铝质散热器上，并且依靠铝质散热器将热量散发出去。因此散热器质量的好坏 直接影响着LED灯具的寿命、效率和出光质量。 对于制造可靠，高亮LED系统，热处理是一个关键技术【2】。解决LED照明系统的散热问题，必须预 先知道温度对大功率LED照明系统的光电参数的影响。国内外许多学者对LED芯片的热阻方面做了大 量的研究，但对于商用照明用白光LED的散热方面的研究却很少，因此本文就照明用大功率白光LED 灯具中，光源光通量、电学参数等光电参数受温度的影响做出分析。 二、测试系统及实验结果 (一)实验选材与仪器 本文采用的是1W×3串联封装的白光LED照明模块，其结构如图1所示。芯片选用台湾晶元光电 制造的蓝宝石基InGaN芯片，规格为45×45mii。荧光粉为弘大所生产，与道康宁硅胶以一定比例混合。 117 www．inles．comwww．china．1ed．net 第三届国际新光源新能源论坛 3一ChinaInternationalForumOnNovel Sources Light＆Energy 不同规格的铝合金(6063)圆柱形鳍片散热器，编号为1．4号，其中1号散热器经过氧化处理，规格分别 路温度测试仪记录温度。 图1通用照明LED模块结构示意图 (二)实验过程与数据分析 将LED光源安装在散热器上，把TC一2008多路温度测试仪的热电偶放在铝质散热器与基板相接处， 以测量散热器的温度。将上述装置安装好后放入积分球，利用350mA恒流电源驱动，以10s为周期记录 温度与光电参数，如图2所示。在稳恒电流驱动下的LED模块，热量由能够很好的满足散热要求的铝基