红外热像在 LED 研发中的应用

2016-07-15 10:38:49来源: eefocus
     LED作为节能的新技术,近年来得到飞速发展,LED的产品质量与温度有密切关联,
 
    在LED寿命、颜色、芯片散热、产品散热等方面均需要对温度的分布进行检测,下文就给大家介绍如何使用红外热像仪对LED各部件进行温度状态检测。
 
    LED灯具研发
 
    1、LED照明灯具温度检测
 
    从人身安全和LED质量考虑,LED灯具表面的最高温度一般要求在65℃以下;温度过高容易造成光衰严重,甚至达不到亮度指标。
 
    LED照明灯具由数十至数百个LED灯珠组成,各灯珠间的质量有可能不同、或因设计原因造成部分位置的灯珠散热不良。其直接后果是光照度不均匀,甚至会因少数灯珠的问题而影响到整个LED灯具的整体寿命。但因每个灯珠的光辐射角度有叠加,直接通过可见光检测很难发现哪些灯珠有问题,而通过热像仪的红外辐射来检测灯具中温度分布的不同可直接确认问题灯珠的位置,或修正设计中的散热问题。
 
 
    案例1:国产LED白色照明阵列,中间偏右部分明显比左侧温度高近2℃,说明灯珠的一致性不佳,可见光图中可以隐约看出左侧的照明亮度有缺损(黑圈处),但可见光图不能说明是哪些灯珠发生了质量偏差。
 
 
    案例2:国产灯球形LED白光灯具,图中可见每6个灯珠一组进行并联编排后再进行并联,并联出温度稍高,电缆接入处因没有导热材料进行散热温度较高。
 
 
    案例3:图中左侧为日本原装,右侧为国产灯具,均加载20mA电流。左图为正面,右图为背面。图中可见日本原装LED产品在输入功率相同的情况下,发热量较大,特别是电缆接入处温度过高。
 
    2、LED灯罩温度检测
 
    随着LED的功率不断提高,LED灯具的灯罩表面温度也逐步升高,而灯罩地材料通常是PC 、PMMA、塑料、亚克力等,故灯罩表面不能承受太高的温度,否则会影响灯罩地结构强度;此外,灯罩表面的温度分布也反映出LED灯具内部的发热状态,以及可以对散热系统的设计的优劣程度进行评估。
 
 
 
    二、LED芯片器件检测
 
    1、LED芯片
 
    芯片的最高温度不允许查过120℃,芯片内部的金线和正负电极温度分布状况可以为研发人员提供布线设计依据,以及为芯片研发散热系统也需要确认芯片各部位的发热情况。

                              

宽度为 10μm 金线和正负电极的 LED 芯片                                  3mm LED 芯片内部构造热图

 
 
    2、LED芯片散热检测
 
    LED芯片不能超过120℃,LED的使用寿命与温度成反比,如果温度过高,LED光衰会变大并影响寿命。散热片起到为LED芯片降温的作用,没有散热片、散热片设计不良或散热片所选材料不当都会严重影响散热效果,导致LED寿命缩短或引起LED变色。
 
 
    案例4:某大型LED制造商,研发部门项目组为芯片设计散热片方案,需要兼顾散热效果和尺寸,为此设计6种散热片供研究;见图示,左下、中下、右下、左上、中上、右上,依次散热片面积增大,使用相同芯片、相同输入电压电流、相同点亮时间,观测不同散热片的发热状况,为散热片的设计提供温度依据。
 
    在图中,“中上”的温度为48.1℃,与散热片大小的温度趋势不符,正常推算应该在43-44
 
    ℃间,说明在该处的散热片设计或材料选择中存在问题。该图也可以针对面积大小和温度进行单位面积散热的定量分析计算。

正方形散热片,斜向对角温度的分布

    正方形散热片,斜向对角温度的分布
 
    三、LED配件
 
    1、LED散热器
 
    由于LED的功率在不断提高,及空间的局限性,散热成了比较明显的问题。LED散热需要更加专业的散热开发才能满足今后对于LED灯具的更高需求。另外,影响LED灯具寿命的主要因素还有电子部分,故使用热像仪检测LED散热器的温度分布热图可为散热器的设计提供温度依据。
    总结:综上所述,红外热像仪配套镜头和软件可全面地对LED产品的各部件进行温度分析,为研发人员提供重要的温度数据,帮助提高产品质量

关键字:红外热像  LED

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016071516198.html
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