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LED光效、LED熱阻、LED光衰你知道多少?

目錄:行業(yè)動(dòng)態(tài)星級(jí):3星級(jí)人氣:-發(fā)表時(shí)間:2018-01-29 15:42:00
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  LED光衰、散熱貫穿了從芯片制造、封裝制程、材料選擇、燈具開(kāi)發(fā)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈,目前業(yè)界對(duì)光衰的概念、產(chǎn)生的原因以及如何解決還認(rèn)識(shí)不足,理論尚無(wú)權(quán)威解釋,國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)難以出臺(tái)。

 

  下文分別從LED光效、LED熱阻、LED光衰三個(gè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)單講解。

 

  LED光效:區(qū)分瞬態(tài)光效和穩(wěn)態(tài)光效的意義

 

  LED光源發(fā)出的光通量(lm)除以光源所消耗的功率(W)稱為L(zhǎng)ED光效,單位lm/W。LED瞬態(tài)光效是指LED光源開(kāi)始工作時(shí)的發(fā)光效率,也稱初始冷態(tài)光效。

 

  瞬態(tài)光效是LED光源短時(shí)間的光-電轉(zhuǎn)換特性,它與芯片和熒光粉量子激發(fā)能力、膠體折射率、透光率、支架結(jié)構(gòu)(反光杯)反光率等條件有關(guān),與芯片結(jié)溫基本無(wú)關(guān)。它只有測(cè)量對(duì)比意義,瞬態(tài)光效不能代表實(shí)際工作狀態(tài)。

 

  穩(wěn)態(tài)光效是指LED光源工作一段時(shí)間進(jìn)入熱穩(wěn)定后,穩(wěn)態(tài)光效包括除LED瞬態(tài)光、電特性外,還包括系統(tǒng)傳熱、散熱的溫度變化狀態(tài),也稱系統(tǒng)光,是整體燈具真實(shí)工作效率。

 

  LED熱阻:區(qū)分光源內(nèi)部熱阻和光源外部熱阻的意義

 

  1.LED熱阻

 

  熱阻通常是指熱流通過(guò)物體時(shí)的阻力。是由物質(zhì)材料的本質(zhì)所決定的。熱阻的大小和熱流通過(guò)的路徑長(zhǎng)度成正比,和路徑的截面積成反比,和材料的導(dǎo)熱系數(shù)成反比。即:Rth=L/Sλ

 

  2.區(qū)分光源內(nèi)部熱阻和光源外部熱阻的意義

 

  對(duì)系統(tǒng)而言,LED熱阻包括:光源內(nèi)部熱阻和光源外部熱阻。

 

  應(yīng)用中光源內(nèi)部熱阻即封裝熱阻,它關(guān)系到光衰和壽命是衡量光源品質(zhì)的重要指標(biāo),對(duì)燈具用戶來(lái)說(shuō)是無(wú)法改變的,亦即系統(tǒng)設(shè)計(jì)無(wú)計(jì)可施。系統(tǒng)光效與系統(tǒng)熱阻成反比,熱阻越低,光效越高。

 

 

  LED光衰:光衰是光源部件超過(guò)耐溫極限不可逆的損傷現(xiàn)象

 

  1.LED光衰

 

  LED光衰是指LED經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的點(diǎn)亮之后,其光強(qiáng)比初始光強(qiáng)會(huì)降低,且不能恢復(fù),即降低的部分稱為L(zhǎng)ED的光衰。

 

  2.LED光衰是光源部件超過(guò)耐溫極限不可逆的損傷現(xiàn)象

 

  光衰是指光源因長(zhǎng)時(shí)間工作溫度超過(guò)極限値而光強(qiáng)恢復(fù)不到初始値稱為光衰,亦即光通量下降不可逆轉(zhuǎn)才是真正意義的光衰。LED光衰是光源部件超過(guò)耐溫極限不可逆的損傷現(xiàn)象。

 

 

  LED光衰原因

 

  1.LED光衰是光源材料損傷而引起的不可逆轉(zhuǎn)的衰減失效現(xiàn)象

 

  LED光衰是指LED經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的點(diǎn)亮后,其光強(qiáng)會(huì)比原來(lái)的光強(qiáng)要低,而低了的部分就是LED的光衰,目前我國(guó)尚未制定LED光衰標(biāo)準(zhǔn),行業(yè)內(nèi)部規(guī)定 5000H小時(shí)光通量維持率≥70%,美國(guó)能源之星LM-80規(guī)定 6000H,光通量維持率≥94.1%認(rèn)為失效。

 

  2.光通量下降不等于光衰LED

 

  工作之后其光強(qiáng)會(huì)隨著芯片結(jié)溫升高而下降,光效隨之降低,這是半導(dǎo)體隨溫度變化的固有的物理特性。只要LED光源某個(gè)部件不超過(guò)溫度極限而損傷,LED停止待溫度復(fù)原后其光強(qiáng)値還會(huì)恢復(fù)如初,也就是說(shuō)LED不管工作多久,只要初始光強(qiáng)不變就不能認(rèn)定為光衰。

 

  LED光衰是指LED光源因某種材料損傷不再恢復(fù)的失效現(xiàn)象, 亦即LED光源在所規(guī)定的時(shí)間內(nèi)無(wú)損光通量(初始光強(qiáng))與有損光通量(衰減而不可恢復(fù)光強(qiáng))之比值。

 

  3.LED光源光衰的主要原因是膠體耐溫不足

 

  芯片(包括熒光粉)屬無(wú)機(jī)材料,實(shí)驗(yàn)室測(cè)試芯片和熒光粉在二、三百度高溫工作原則無(wú)質(zhì)量問(wèn)題。從光源系統(tǒng)講,導(dǎo)致LED光衰的主要原因是膠體耐溫不夠,目前高水準(zhǔn)的封裝膠耐溫僅125攝氏度,無(wú)論是灌封膠還是PPA在長(zhǎng)時(shí)期高溫運(yùn)行必然會(huì)造成膠體龜裂、碳化,與芯片分離進(jìn)而造成光衰。

 

 

  由于LED發(fā)熱經(jīng)過(guò)多個(gè)熱阻通道之后,與散熱器溫差高迖30-40多度,散熱器發(fā)熱較低,低溫?zé)嵩丛谧匀簧釛l件下散熱效率很低,因此適當(dāng)提高熱器的工作溫度,控制在LED光源長(zhǎng)時(shí)工作后不發(fā)生光衰為原則,可有效減少LED光衰。

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