Hur mäter man övergångstemperaturen för LED -lamppärlor?
Kopplingstemperaturen verkar vara ett temperaturmätningsproblem, men övergångstemperaturen som ska mätas är inuti lysdioden, och det är omöjligt att sätta en termometer eller termoelement i PN -korsningen för att mäta dess temperatur. Naturligtvis kan dess temperatur fortfarande mätas med ett termoelement, och sedan baserat på det givna termiska motståndet Rjc (övergång till fall) kan dess övergångstemperatur beräknas. , Men efter installation av kylaren blir problemet mer komplicerat. Eftersom lysdioden vanligtvis är lödd på aluminiumsubstratet och aluminiumsubstratet är monterat på kylaren, om bara temperaturen på radiatorkåpan kan mätas, måste en hel del värmebeständighetsvärden vara kända för att beräkna övergångstemperaturen. Inklusive Rjc (korsning till hölje), Rcm (hölje till aluminiumsubstrat, det borde faktiskt också innehålla värmebeständigheten hos den filmtryckta plattan), Rms (aluminiumsubstrat mot radiator), Rsa (radiator till luft), varav det finns är bara en Felaktig data påverkar testets noggrannhet. Figur 3 visar ett schematiskt diagram över de olika termiska motstånden från lysdioden till kylflänsen. Den innehåller mycket termiskt motstånd, vilket gör dess noggrannhet ännu mer begränsad. Med andra ord är noggrannheten att uppskatta övergångstemperaturen från den uppmätta yttemperaturen på kylflänsen ännu värre.
Lyckligtvis finns det en indirekt metod för att mäta temperatur, vilket är att mäta spänning. Så vilken spänning är kopplingstemperaturen relaterad till? Hur är det med denna relation?
Vi måste först börja med volt-ampereegenskaperna hos lysdioden.
4. Temperaturkoefficient för LED-volt-ampereegenskaper
Vi vet att LED är en halvledardiod, den har en volt-ampere karakteristik som alla dioder, och liksom alla halvledardioder har denna volt-ampere karakteristiken en temperaturkarakteristik. Dess egenskap är att när temperaturen stiger, skiftar volt-ampereegenskapen till vänster. Figur 4 visar temperaturegenskaperna för lysdiodens volt-ampereegenskaper.
Om man antar att lysdioden levereras med en konstant ström på Io, när övergångstemperaturen är T1, spänningen är V1, och när övergångstemperaturen stiger till T2, ändras hela volt-ampereegenskapen till vänster, den aktuella Io förblir oförändrad , och spänningen blir V2. Dessa två spänningsskillnader avlägsnas genom temperatur, och temperaturkoefficienten kan erhållas, uttryckt i mV/oC. För vanliga kiseldioder är denna temperaturkoefficient ungefär -2mV/oC. Men de flesta lysdioderna är inte gjorda av kiselmaterial, så dess temperaturkoefficient måste mätas separat. Lyckligtvis är de flesta LED -tillverkare' datablad ger sina temperaturkoefficienter. Till exempel för Cree&#s XLamp7090XR-E högeffekts-LED är dess temperaturkoefficient -4mV/oC. Det är 2 gånger större än vanliga kiseldioder. När det gäller American Bridgelux LED Array (BXRA) ges mer detaljerad information.
Omfattningen av data som de gav är dock för bred, så att den tappar användningsvärdet.
Under alla omständigheter, så länge som temperaturkoefficienten för lysdioden är känd, är det enkelt att beräkna övergångstemperaturen för lysdioden från mätningen av lysdiodens framspänning.
5. Hur man mäter övergångstemperaturen för LED i detalj.
Ta nu Cree' s XLamp7090XR-E som ett exempel. För att illustrera hur man specifikt mäter övergångstemperaturen för lysdioden. Det krävs att lysdioden har installerats i kylflänsen och att en konstant strömförare används som strömkälla. Samtidigt leder du ut de två ledningarna som är anslutna till lysdioden. Innan du sätter på strömmen ansluter du voltmätaren till utgångskontakterna (lysdiodens positiva och negativa terminaler) och slår sedan på strömförsörjningen. Innan lysdioden har värmts upp, läs omedelbart avläsningen av voltmätaren, vilket motsvarar värdet på V1, och vänta. Minst 1 timme, när den har nått termisk jämvikt, mäter igen, spänningen över lysdioden är ekvivalent med V2. Subtrahera dessa två värden för att få skillnaden. Efter att ha avlägsnats med 4 mV kan övergångstemperaturen erhållas. Faktum är att de flesta lysdioderna är seriekopplade och parallellkopplade. Detta spelar ingen roll. Vid denna tidpunkt bidrar spänningsskillnaden av många lysdioder anslutna i serie. Dela därför spänningsskillnaden med antalet lysdioder som är anslutna i serie och dividera den sedan med 4mV. , Du kan få dess övergångstemperatur. Till exempel är lysdioden 10 strängar och 2 parallella, spänningen uppmätt för första gången är 33V, spänningen uppmätt efter den andra termiska balansen är 30V och spänningsskillnaden är 3V. Detta nummer måste divideras med antalet lysdioder som är anslutna i serie (10) för att få 0,3V och sedan dividerat med 4mV för att få 75 grader. Om vi antar att omgivningstemperaturen innan den slås på är 20 grader, bör övergångstemperaturen vid denna tidpunkt vara 95 grader.
Kopplingstemperaturen som erhålls med denna metod är definitivt mycket mer exakt än att använda ett termoelement för att mäta kylarens temperatur och sedan beräkna övergångstemperaturen.
