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温度对LED的影响分析上网时间
温度对LED的影响分析上网时间
发布时间:2023-03-16 05:22:17 来源:
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温度对
LED
的影响分析上网时间:
2011-06-15
中心议题:
温度升高对
LED
各光电参数及可靠性的影响
led(LightEmittingDiode
:发光二极管
作为第四代光源,因其节能、环保、长寿命等优点极
具发展前景。但因为
LED
对温度极为敏感,结温升高会影响
LED
的寿命、光效、光色
(
波
长
、
色温、
光形
(
配光
以及正向电压、
最大注入电流、
光度、
色度、
电气参数以及可靠性等。
本文详细分析了温度升高对
LED
各光电参数及可靠性的影响,以利于
LED
芯片和
LED
照
明产品的设计开发。
一、温度过高会对
LED
造成永久性破坏
(1LED
工作温度超过芯片的承载温度将会使
LED
的发光效率快速降低,产生明显的光衰,
并造成损坏
;
(2LED
多以透明环氧树脂封装,
若结温超过固相转变温度
(
通常为
125
℃
,
封装材料会向橡
胶状转变并且热膨胀系数骤升,从而导致
LED
开路和失效。
二、温度升高会缩短
LED
的寿命
LED
的寿命表现为它的光衰,也就是时间长了,亮度就越来越低,直到最后熄灭。通常定
义
LED
光通量衰减
30%
的时间为其寿命。
通常造成
LED
光衰的原因有以下几方面:
(1LED
芯片材料内存在的缺陷在较高温度时会快速增殖、繁衍,直至侵入发光区,形成大
量的非辐射复合中心,严重降低
LED
的发光效率。另外,在高温条件下,材料内的微缺陷
及来自界面与电板的快扩杂质也会引入发光区,形成大量的深能级,同样会加速
LED
器件
的光衰。
(2
高温时透明环氧树脂会变性、发黄,影响其透光性能,工作温度越高这种过程将进行得
越快,这是
LED
光衰的又一个主要原因。
(3
荧光粉的光衰也是影响
LED
光衰的一个主要原因,
因为荧光粉在高温下的衰减十分严重。
所以,高温是造成
LED
光衰,缩短
LED
寿命的主要根源。
不同品牌
LED
的光衰是不同的,通常
LED
厂家会给出一套标准的光衰曲线。例如
Philips
Lumiled
公司的
Luxeon
K2
的光衰曲线如图
1
所示,当结温从
115
℃提高到
135
℃,其寿命
就会从
50
,
000
小时缩短到
20
,
000
小时。
图
1LumiledLuxeonK2
的光衰曲线
高温导致的
LED
光通量衰减是不可恢复的,
LED
没有发生不可恢复的光衰减前的光通量,
称为
LED
的“初始光通量”
。
三、温度升高会降低
LED
的发光效率
温度影响
LED
光效的原因包括以下几个方面:
(1
温度升高,电子与空穴的浓度会增加,禁带宽度会减小,电子迁移率将减小。
(2
温度升高,势阱中电子与空穴的辐射复合几率降低,造成非辐射复合
(
产生热量
,从而降
低
LED
的内量子效率。
(3
温度升高导致芯片的蓝光波峰向长波方向偏移,使芯片的发射波长和荧光粉的激发波长
不匹配,也会造成白光
LED
外部光提取效率的降低。
(4
随着温度上升,荧光粉量子效率降低,出光减少,
LED
的外部光提取效率降低。
(5
硅胶性能受环境温度影响较大。随着温度升高,硅胶内部的热应力加大,导致硅胶的折
射率降低,从而影响
LED
光效。
一般情况下,
光通量随结温的增加而减小的效应是可逆的。
也就是说当温度回复到初始温度
时,光输出通量会有一个恢复性的增长。这是因为材料的一些相关参数会随温度发生变化,
从而导致
LED
器件参数的变化,影响
LED
的光输出。当温度恢复至初态时,
LED
器件参
数的变化随之消失,
LED
光输出也会恢复至初态值。对此,
LED
的光通量值有“冷流明”
和“热流明”之
分,分别表示
LED
结点在室温和某一温度下时
LED
的光输出。
一般,
LED
光通量与结温的关系可以用式
(1
表示
:
(1
其中,
表示结温
T1
时的光通量
(lm;
表示结温
T2
时的光通量
(lm;K
为温度系数
(1/
℃
;
为
LED
本文来源:
https://www.2haoxitong.net/k/doc/49df9d2abd64783e09122b85.html
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