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基于不同散热模式LED的光电热特性研究
发布时间:2017-11-20 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]-
因一般3014LED在使用过程中一般多用25mA或者30mA电流驱动，所以对25mA 驱动电感式传感器的3014LED进行了热模拟分析。模拟条件如下：功率设为0.072W，固晶胶厚度设为0.01mm，正向电流IF设为25mA，相同尺寸铝板，不限定温度。此种情况的热分布分别如图8所示。表3为此次热模拟分析的结果。与垂直散热LED在20mA驱动时散热情况相比，其芯片和负极的温度大幅度降低，表明垂直散热LED在大电流驱动时凸显出更优的散热效果。
图8.垂直散热结构LED热模拟温度分布图
表3.垂直散热结构LED热模拟结果(25mA)对比表2和表3即如表4所示，通过分析，3014LED即使在25mA驱动下，其芯片、负极温度、温差与20mA驱动的3528LED相当，而其热阻130 mm?℃/W远低于20mA驱动的3528LED。结果表明即使大电流驱动垂直模式LED，其散热效果依然优于小电流驱动的水平散热模式LED。此外，良好的散热优势使得垂直模式LED在大电流驱动下获得更高的光通量。在照明应用中小功率LED加大电流提高光通量从而可降低成本。垂直模式LED散热效率高、光通量高、成本低的优势是成为照明应用光源趋势的主要因素。
表4.3014LED(25mA)与3528LED(20mA)的热模拟对比三、封装试验测试对比
(一)、两种不同散热结构LED的封装
为了保证可对比性，采用相同的物料(相同的芯片、固晶胶、金线、硅胶、模压电感器荧光粉，)分别对3528 LED及3014LED进行封装，制作色温、色坐标相近的LED灯珠，以便更好的进行亮度、光衰及色坐标等光学特性的比较分析。扁平型电感
(二)、初始参数测试对比
随机选取3014LED和3528LED各20个，其光通量和色温如图9、图10所示，横坐标表示LED个数，纵坐标表示光通量和相关色温CCT。
图9.光通量比较图
图10.色温比较图初始参数测试结果表明，在20mA电流驱动下，3014LED的光通量比3528高，且其CCT集中度比3528LED好。另3014一般在30mA电流下驱动使用，其光通量达到10~11Lm;如上节热模拟显示，3528LED散热效果远不如3014LED，故其在大电流驱动下，光通量必定会严重受到过高热量的影响。因此相比水平散热LED，垂直散热LED具有不可比拟的优势。
(三)、光衰试验对比分析
随机抽取3528LED和3014LED各30pcs，按驱动工字电感器电流20mA、25mA、30mA各分为三组进行1008H的光衰实验，以比较分析两种不同散热模式LED的光衰和色坐标漂移程度，从而研究散热对其光色特性的影响。
图11.LED光衰图从光衰图曲线可以明显看出，在1008H的老化过程中，水平散热LED在20mA驱动时，其亮度并未随时间衰减;但是在25mA 及30mA 驱动时，特别是30 mA，其亮度有明显的衰减。这表明过高的热量对亮度产生了很大的影响。相比水平散热LED，垂直散热LED的优势及稳定性显而易见。不管在大电流或小电流驱动，垂直散热LED经过1008H老化，亮度反而增高，并未有衰减趋势。
此外，水平散热LED的光衰随驱动电流加大而升高加快，这表明随着加大驱动电流，芯片产生更多的热量，水平散热LED未能把过多的热量散去，从而使亮度受到的更大的影响。相反，垂直散热LED的亮度随驱动电流的加大而升高更多，电流越大，亮度增加的越多，光衰越慢。这表明电流越大，虽然产热更多，但垂直散热LED的散热优势更加彰显，从而降低了芯片在加大电流带来更高热量的影响。光衰图明显的显示了两种不同散热模式的散热效果的优劣。
亮度衰减主要原因为芯片老化，而过高的热量又是芯片老化的首要原因。与水平散热LED相比，垂直散热LED能将芯片产生的热量迅速散去，有效地将芯片性能衰减降至最低，从而保证了亮度的可靠性。
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