散热问题不解决有哪里些?
好!倘若不解决散热问题,而让LED的热无法排解,进而使LED的工作温度上升,如此会有什么影响吗?关于此主要的影响有二:(1)发光亮度减弱、(2)使用寿命衰减。
举例而言,当LED的p-n接面温度(Junction Temperature)为25℃(典型工作温度)时亮度为100,而温度升高至75℃时亮度就减至80,到125℃剩60,到175℃时只剩40。很明显的,接面温度与发光亮度是呈反比线性的关系,温度愈升高,LED亮度就愈转暗。
温度对亮度的影响是线性,但对寿命的影响就呈指数性,同样以接面温度为准,若一直保持在50℃以下使用则LED有近20,000小时的寿命,75℃则只剩10,000小时,100℃剩5,000小时,125℃剩2,000小时,150℃剩1,000小时。温度光从50℃变成2倍的100℃,使用寿命就从20,000小时缩成1/4倍的5,000小时,伤害极大。
裸晶层:光热一体两面的发散源头:p-n接面
关于LED的散热我们同样从核心处逐层向外讨论,一起头也是在p-n接面部分,解决方案一样是将电能尽可能转化成光能,而少转化成热能,也就是光能提升,热能就降低,以此来降低发热。
如果更进一步讨论,电光转换效率即是内部量子化效率(InternalQuantumEfficiency;IQE),今日一般而言都已有70%90%的水平,真正的症结在于外部量子化效率(ExternalQuantum Efficiency;EQE)的低落。
以Lumileds Lighting公司的Luxeon系列LED为例,Tj接面温度为25℃,顺向驱动电流为350mA,如此以InGaN而言,随着波长(光色)的不同,其效率约在5%27%之间,波长愈高效率愈低(草绿色仅5%,蓝色则可至27%),而AlInGaP方面也是随波长而有变化,但却是波长愈高效率愈高,效率大体从8%40%(淡为低,橘红)。
由于增加光取出率(Extraction Efficiency,也称:汲光效率、光取效率)也就等于减少热发散率,等于是一个课题的两面,而关于光取出率的提升请见另一篇专文:高亮度LED之「封装光通」原理技术探析。在此不再讨论。
红绿蓝在白色构成方面有何亮度要求:红、绿、蓝在白色的成色方面贡献是不一样的
红、绿、蓝LED均具有随着工作时间的增加而亮度衰减的特性。
分光分色主要是进行对亮度、电压、颜色以及电性项目进行分类;在使用过程中,由于LED的颜色差会使作出的成品颜色混乱,比如做LED灯饰照明产品,加重装一批灯,颜色差异较大有黄又白,会使人感觉很不舒服。
假设做特殊照明无法达到预期效果;亮度不同会使空间的亮度不够;电压的差异会造成使用过程中的困难,如连个LED直接并联使用,电压的差异就会造成通过LED的电流不均,严重时会损坏LED。
所以为满足LED下游应用产品的品质要求,将LED进行颜色的分类、电压的分类、亮度的分类,应用时候就可以挑选BIN类使用会进行调整电路;
另外在分光分色过程中还有个重要的部分就是可以讲LED电性不良的产品进行筛选。
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