热设计与测试:实现可靠 SSL 的关键因素

2011-07-30 10:33:20来源: 互联网

与向外辐射热量的白炽灯不同,LED产生的热量必须以传导的方式从这些半导体器件散播出去。如果没有合适的热管理,LED光能输出会减少,主波长和峰值波长则会增加,而色温也会发生变化。对于确保固态照明(SSL)灯具的功效和平均寿命而言,解决这些热学难题至关重要。

温度效应
如果对热设计进行适当注意,LED的寿命可以远远超过5万小时(见图1)。不过,除了缩短工作寿命之外,温度的升高还会降低LED的性能。随着温度的升高,相对光通量(光输出)会减少(见图2)。对于某些LED而言,当外壳温度达到130℃时,根据色温额定值的不同,输出将减少80%或更多。

图1 随着电流的增大,需要更低的结点温度才能实现更长的工作寿命

图2 随着热衬垫(外壳)温度的增加,光的相对输出量会降低



LED的临界温度——结温——于封装的深处测得,远离芯片的表面。因为结温不容易进行测量,所以通常都是读取封装(或外壳)温度,然后计算得到实际的结温。对于某些LED而言,最高结温可高达150℃,而正常的工作外壳温度则在-40~135℃之间。每家LED制造商都会确定各自的LED最高结温,对于新推出的器件,这个数值在不断增加。

测量和管理
在美国能源部所发布的《LED照明器具可靠性报告》中,作者指出,LED照明器具的寿命并不等同于所估计的LED寿命。因此,他们强调,需要理解温度的测量方式以及其对系统预期寿命的影响。集中定位的温度传感器不足以监测、探测和保护多重LED设计。


美国电气制造商协会标准《用于照明器具的固态照明配件接口的推荐标准》中的“NEMA LSD 45-2009”提供了用于LED温度测试点的详细推荐方案。采用摆放位置合适的温度传感器,就可以通过增加的电路来测量、监测和控制温度。增加的电路会增大SSL设计的复杂程度,但同时也会提高照明器具的性能、可靠性和寿命。


尽管热管理对于SSL电子部分至关重要,但热设计却是影响灯具美观的重要因素之一。照明器具设计者所面临的挑战就是使铝外壳给人以美感。热管理和散热器结合起来,确保了高性能和长期可靠性,使得SSL成为高能源效率照明的理想技术。


热测试是SSL灯具设计的一项重要因素。需要令人满意地回答与热性能有关的几个问题,其中包括:


● 热设计足以确保灯源的功效吗?


● 需要散热器,或者照明器具结构确保了足够的散热吗?


● 热设计考虑到最坏的情况吗?


要回答这些问题,需要进行详尽的热分析,并且可能需要多次迭代,以优化最终设计。这可能非常耗费时间,特别是在需要利用外包测试服务时。

[1] [2]

关键字:热设计  SSL

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0730/article_3096.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
热设计
SSL

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved