led燈光衰怎麼解決 如何解決LED光衰的問題

2021-10-13 05:01:16 字數 1965 閱讀 1086

光衰在led行業是個常見的問題,它常常會讓人們覺得頭疼不已,led燈光衰和led燈珠壽命又有什麼關係呢?我們又該如何解決光衰的問題呢?最後找到了乙個比較好的方法,就是看圖說話。

下面是光衰曲線圖:

從圖中可以看出,led的光衰是和它的結溫有關,所謂結溫就是半導體pn結的溫度,結溫越高越早出現光衰,也就是壽命越短。從圖上可以看出,假如結溫為105度,亮度降至70%的壽命只有一萬多小時,95度就有2萬小時,而結溫降低到75度,壽命就有5萬小時,65度時更可以延長至9萬小時。所以延長壽命的關鍵就是要降低結溫,不過這些資料只適合於cree的led,並不適合於其他公司的led。

如何才能延長led的壽命

所以我們買led燈具(所有的不特指led射燈)的時候,一定要看它的散熱設計好不好。

由圖中可以得出結論,要延長其壽命的關鍵是要降低其結溫。而降低結溫的關鍵就是要有好的散熱器,能夠及時地把led產生的熱散發出去。

在這裡我們不準備討論如何設計散熱器的問題,而是要討論哪乙個散熱器的散熱效果相對比較好的問題。實際上,這是乙個結溫的測量問題,假如我們能夠測量任何一種散熱器所能達到的結溫,那麼不但可以比較各種散熱器的散熱效果,而且還能知道採用這種散熱器以後所能實現的led壽命。

如何測量結溫

結溫看上去是乙個溫度測量問題,可是要測量的結溫在led的內部,總不能拿乙個溫度計或熱電偶放進pn結來測量它的溫度。當然它的外殼溫度還是可以用熱電偶測量的,然後根據給出的熱阻rjc(結到外殼),可以推算出它的結溫。

但是在安裝好散熱器以後,問題就又變得複雜起來了。因為通常led是焊接到鋁基板,而鋁基板又安裝到散熱器上,假如只能測量散熱器外殼的溫度,那麼要推算結溫就必須知道很多熱阻的值。包括rjc(結到外殼),rcm(外殼到鋁基板,其實其中還應當包括薄膜印製版的熱阻),rms(鋁基板到散熱器),rsa(散熱器到空氣),其中只要有乙個資料不準確就會影響測試的準確度。

下圖給出了led到散熱器各個熱阻的示意圖。其中合併了很多熱阻,使得其精確度更加受到限制。也就是說,要從測得的散熱器表面溫度來推測結溫的精確度就更差。

led到散熱器各個熱阻的示意圖

幸好有乙個間接測量溫度的方法,那就是測量電壓。那麼結溫和哪個電壓有關呢?這個關係又是怎麼樣的呢?我們首先要從led的伏安特性講起。

led伏安特性的溫度係數

我們知道led是乙個半導體二極體,它和所有二極體一樣具有乙個伏安特性,也和所有的半導體二極體一樣,這個伏安特性有乙個溫度特性。其特點就是當溫度上公升的時候,伏安特性左移。圖中畫出了led的伏安特性的溫度特性。

假定對led以io恆流供電,在結溫為t1時,電壓為v1,而當結溫公升高為t2時,整個伏安特性左移,電流io不變,電壓變為v2。這兩個電壓差被溫度去除,就可以得到其溫度係數,以mv/oc表示。對於普通矽二極體,這個溫度係數大約為-2mv/oc。但是led大多數不是用矽材料製成的,所以它的溫度係數也要另外去測定。幸好各家led廠家的資料表中大多給出了它的溫度係數。例如對於cree公司的xlamp7090xr-e大功率led,其溫度係數為-4mv/oc。要比普通矽二極體大2倍。至於美國普瑞的陣列led(bxra)就給出了更為詳細的資料。

但是,他們給出的資料,其範圍也未免過於寬大,以至於失去了利用的價值。不管怎樣,只要知道led的溫度係數就很容易可以從測量led的前向電壓中推算出led的結溫了。

如何來**這個燈具的壽命

從結溫來推測壽命好像應該很簡單,只要查一下圖1的曲線,就可以知道對應於95度結溫時的壽命就可以得到led的壽命為2萬小時了。但是,這種方法用於室內的led燈具還有一定的可信度,如果應用到室外的led燈具,尤其是大功率led路燈,那裡還有很多不確定因素。

最大的問題是led路燈的散熱器的散熱效率的隨時間而降低。這是由於塵土、鳥屎的積累而使得其散熱效率降低。也還因為室外有很強烈的紫外線,也會使led的壽命降低。紫外線主要是對封裝的環氧樹脂的老化起很大作用,假如採用矽膠,可以有所改善。紫外線對螢光粉的老化也有一些壞作用,但不是很嚴重。

不過,這種方法用來相對比較兩種散熱器的散熱效果是比較有效的。很明顯,伏安特性左移越小的散熱器,其散熱效果就越好。另外,對於**室內led燈具的壽命也還是有一定的準確度的。

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