LED热特性和寿命检测

2022-01-26 16:13分类：电子元器件阅读：

　　1 简述

　　LED的热力学特点具体包含LED结温、传热系数、暂态转变曲线图(加温曲线图、制冷曲线图)等。结温就是指LED的PN结溫度，传热系数就是指LED排热安全通道上的温差与该安全通道上的损耗输出功率之比，用以表现LED的排热工作能力，研究表明，LED的导热系数越低其排热功能越好，相对应的LED特效一般也越高，使用寿命越长。检验热力学特点的重点在于对LED结温的精确精确测量，目前的对LED结温的检测一般有这两种方式：一种是选用红外测温仪法测出LED芯片表层的溫度并视其为LED的结温，可是精确度不足;另一种是根据溫度比较敏感主要参数(temperature-sensiTIve parameter，缩写为TSP)获得PN结温，这也是现在较广泛的LED结温测试标准，其工艺难题取决于对检测设备规定较高。

　　LED的使用寿命具体表现为它的光损，一般把LED光輸出衰减系数到原始光輸出的70%或50%做为分辨使用寿命无效的指标值，即流明值保持使用寿命。但因为LED是可靠性高元器件，使用寿命一般都是会超出好几千钟头乃至是一万多钟头，立即精确测量等候光损到特定值的作法在工业生产上的运用十分困难。

　　2 LED热力学特点检测

　　2.1 LED结柔和传热系数的精确测量

　　英国EIA/JESD51 《Methodology for the Thermal Measurement of Component Packages 》系列产品规范和国家行业标准SJ20788-2000 《半导体二极管热阻抗测试方法》、GB/T4023-1997《半导体器件分立器件和集成电流第2部分：整流二极管》、QB/T 4057-2010《普通照明用发光二极管性能要求》等国际性中国规范都比较完整地讲解了根据溫度比较敏感主要参数TSP精确测量结柔和传热系数的方式。针对LED，TSP为PN结两边的顺向工作电压。在明确电流量下，LED的顺向偏压与结温中间类似反比关联，从而可获得结温的变动为：

　　式(1)中K为溫度比较敏感指数，由上式可去：

　　式(2)中，VL为低结温TL(如25℃)时LED在测定电流量IM(小电流量)下的顺向工作电压，VH为高结温TH(如100℃)时LED在测定电流量IM下的顺向工作电压。

　　LED结温精确测量的时钟频率如图所示1所显示：

　　图1(a) 电流量状态图图1(b)工作电压状态图

　　1)最先对LED正方向增加检测电流量IM，精确测量正方向结工作电压VFI;

　　2)用加温电流量IH替代IM加进被测LED两边，加温一定時间(tH)待LED做到平稳情况，精确测量测定LED排热安全通道上的热损耗输出功率(PH);

　　3) 再用IM快速替代IH加进被测LED两边，并测出正方向结损耗(VFF);

　　4) 测算LED的结柔和传热系数：

　　依据上述基本原理，结温计算方法为：

　　传热系数计算方法为：

　　式(3)中，为原始溫度，式(4)中为排热安全通道上特定点的溫度，比如，工作温度或机壳溫度。针对LED，键入的额定功率一部分用以LED发亮，另一部分造成发热量，而热损耗输出功率PH通常难以从总键入额定功率中区别出去，因而为便捷和简单化精确测量，QB/T 4057-2010明确提出了“参照传热系数”的定义，即应用键入总输出功率取代式(4)中的热损耗输出功率。 “参照传热系数”因为精确测量便捷，重现性好，获得了愈来愈多的运用。

　　在加温电流量IH 功效下，监控LED的结温升高全过程，获得加温曲线图也很更有意义，图2所显示为常见的加温曲线图，它不但可以分辨LED是不是做到热力循环，并且针对LED的构造和排热工作能力剖析有具备参照功效。