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發布時間:2019-08-02
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半導體照明是本世紀一場技術革命,從技術成熟角度看它還是個嬰兒,雖然LED大功率白光技術發展很快,那么對于我們常說的LED光效、LED熱阻又是什么呢?? ? ? ? ? ? ? ? ??? ?
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LED光源發出的光通量(lm)除以光源所消耗的功率(W)稱為LED光效,單位lm/W。
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LED瞬態光效是指LED光源開始工作時的發光效率,也稱初始冷態光效,它是被測光源施加一定短脈沖電流所測得的瞬間光通量,測量時通常給出大于芯片而小于基板的發熱時間常數,所加熱脈沖寬度通常在1-幾十ms。
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瞬態光效是LED光源短時間的光_電轉換特性,它與芯片和熒光粉量子激發能力、膠體折射率、透光率、支架結構(反光杯)反光率等條件有關,與芯片結溫基本無關。它只有測量對比意義,瞬態光效不能代表實際工作狀態。
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穩態光效是指LED光源工作一段時間進入熱穩定后,芯片結溫不再上升、光強不再變化時所測出的光通量與電功率之比。穩態光效是指LED整體燈具除了驅動電源以外的系統光效,它反映LED實際工作的光、電、熱綜合特性。穩態光效包括除LED瞬態光、電特性外,還包括系統傳熱、散熱的溫度變化狀態,也稱系統光,是整體燈具真實工作效率。
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1.LED熱阻
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熱阻通常是指熱流通過物體時的阻力。是由物質材料的本質所決定的。熱阻的大小和熱流通過的路徑長度成正比,和路徑的截面積成反比,和材料的導熱系數成反比。即:Rth=L/Sλ
2.區分光源內部熱阻和光源外部熱阻的意義
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對系統而言,LED熱阻包括:光源內部熱阻和光源外部熱阻。
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光源內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熱硅膠產生熱阻,RO5。
(6)散熱器熱阻,RO6。
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應用中光源內部熱阻即封裝熱阻,它關系到光衰和壽命是衡量光源品質的重要指標,對燈具用戶來說是無法改變的,亦即系統設計無計可施。系統光效與系統熱阻成反比,熱阻越低,光效越高。
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3.用穩態光效和瞬態光效之比來衡量系統的光熱特性
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目前LED光源熱阻測量國家尚未出臺標準,通常依照普通半導體器件的熱阻測量方法采用電壓測量法,先測出K值,再計算岀某位置到PN結的熱阻。還有光譜法、光熱阻掃描法及光功率法。由于測量程序復雜,難以規范,因此仍然應用不廣。人們從傳熱學引入LED“熱阻”一詞無非是希望能通過測量找出光源和燈具每個節點溫升狀況,以便將光源溫度工作設計在安全范圍內,減少LED光衰。其實,測試結溫及計算熱阻目的意義僅在于對比系統傳熱性能,以便優化散熱/成本比,這無需拐彎抹角去反復測量和計算,操作復雜還不夠準確。
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