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LED温度管理措施及其对光效能和寿命的影响

【摘要】:相反,器件本身的温度可达到很高,所以实际中采用适当的热管理措施是必要的。必须将热传导至LED外部,否则器件内会出现危险的温升。图6-9 温度对光通量的影响[DOE 07]VF的温度系数为负并约等于dVF/dTj=-1.5~-2.5mV/K LED发射的峰值波长也随结温发生轻微变化:dλp/dTj=0.1~0.3nm/K 这对LED有两个影响:首先当然是发光的颜色,其次是LED的光效能。仍要说明的是,结温的升高会降低LED的寿命。

“LED的功耗实际为0”、“LED不产生热”,相当多的人持有这样的观点,但这些观点是错误的。就功耗而论,和光源关系最密切的参数是它的光效能,单位是lm/W。即使LED的光效能优于白炽灯,但还比不上荧光灯(TL灯管),这是LED发展的长期目标。至于热方面的问题,LED(对于可见光应用)的发热可以忽略,在这一点上,人们可断言LED不产生热(说明LED的光不产生任何热)。这也是LED越来越多地应用于美术馆的原因(另一个原因是LED的辐射中不含紫外线)。相反,器件本身的温度可达到很高,所以实际中采用适当的热管理措施是必要的。让我们用数字说明这一由缺少红外辐射而产生的明显的矛盾,并与常规的白炽灯进行比较。常规白炽灯消耗的电能中,只有5%转换为可见光,而辐射的75%位于红外区,剩余的20%转换为热,通过灯头或空气对流传导出去。对于LED,更多的电能转换为可见光(约20%)而不产生其他辐射,所以剩余的电能转换为材料内部的点状热源。必须将热传导至LED外部,否则器件内会出现危险的温升。

结温影响着发射的光通量(见图6-9),也影响电压VF和颜色。

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图6-9 温度对光通量的影响[DOE 07]

VF的温度系数为负并约等于

dVF/dTj=-1.5~-2.5mV/K (6-31)

LED发射的峰值波长也随结温发生轻微变化:

dλp/dTj=0.1~0.3nm/K (6-32)

这对LED有两个影响:首先当然是发光的颜色,其次是LED的光效能。事实上对于蓝光和红光LED,峰值波长的小偏移将显著改变光通量的大小,因为此时波长位于Vλ)斜率较大处(见图6-1)。仍要说明的是,结温的升高会降低LED的寿命。