灯温对LED照明产品光电参数的影响.pdf

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1、2015年6月光源与照明2015年第2期鍪灯温对LED照明产品光电参数的影响邱跃龙国家建筑装修材料质量监督检验中心(河南450000)李宇翔吴晗杨海彬田增国郑州大学物理工程学院(河南450000)程秀芹谢雯雯河南省产品质量监督检验院(河南450000)摘要：由于LED照明产品的光电参数受温度影响较大，且其使用环境温度变化较宽，探索温度对LED照明产品影响的规律显得尤为重要。本文在理论分析的基础上，采用积分球对3WSMT(表面贴装式)封装和3WCOB(板上芯片直装式)封装LED天花灯分别进行光电参数特性测试。测试结果表明，光通量、光效、显色指数、色纯度、灯电压、辐射功率随温度升高均

2、呈下降趋势，色温随温度升高呈上升趋势，峰值波长和主波长几乎不受温度的影响。光通量、灯电压、色温等温度特性在测定范围内符合线性关系。关键词：温度；LED照明产品；积分球；光谱仪；光电参数占的比例，如式②，0引言1／r．r1．．。I一17—一—1+r—,／r．r⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯LED照明产品是指与外部供电电源连接即可运行从式②中可以得出，非平衡载流子非辐射复合的的LED光引擎和LED整灯，主要由LED封装、电子平均寿命随温度升高而减少，而辐射复合的平均寿命控制器件、散热器件和机械元件等组装而成的一类随温度升高而增加。与此同时，随着温度升高，晶格LED照明产品。LED与传统光源相比较

3、，具有发光效震动加剧，杂质缺陷增多，导致半导体光吸收增强，率高、使用寿命长、节能省电、环保等一系列优点，损耗系数随之增大，因此内量子效率随着温度升高而这使得LED光源广泛应用于各种装饰和照明场合。降低，此时LED芯片内部产生的光能量减少，从而导在实际应用中，为了适合不同的照明环境，灯具致辐射通量降低。的设计和结构也不尽相同，其工作时的温度会随着环1．2电参数的温度特性原理境温度的变化而变化，而LED光源的光电参数具有很当LED光源采用恒流供电时，LED两端电压的强的温度依赖性，一方面温度的变化会导致LED照明温度特性主要是由电导率a的温度特性决定的，如产品光电参数的变化，另一方面

4、过高或过低的温度也式③。会对照明产品的使用寿命产生较大影响。=+p⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯③因此，探索LED照明产品的温度特性十分必要。式中：本文在理论分析的基础上，采用积分球对3WSMT封n、P分别为电子和空穴浓度；装和3WCOB封装的LED天花灯分别进行光电色参、分别为电子和空穴的迁移率；数温度特性测试，根据测试结果，分析LED照明产品g为电子所带的电荷。光色电性能的温度特性，以此作为对LED照明产品进当半导体为n型时，式②中右边第二项可忽略；行改善的指导，使其达到更为理想的照明效果。为P型时第一项可忽略。由于重掺杂，杂质浓度会随1LED光源的温度特性温度上升而逐渐升高，

5、即杂质载流子数量变多，但本征激发还不十分明显，主要散热方式为晶格震荡，迁1．1光参数的温度特性原理移率会随温度升高而稍有变化，但又会因为杂质浓度在LED芯片中，载流子的平均总寿命T是由辐射的上升而显著下降。综合考虑载流子浓度和迁移率的复合和非辐射复合的平均寿命决定的，如式①。变化，可知电导率随温度增加而上升，因此导致了电÷t：÷t+1⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．①一压温度的负相关特性。r式中：2测试对象和测试系统t是非平衡载流子非辐射复合的平均寿命；2．1测试对象是非平衡载流子辐射复合的平均寿命。常用大功率LED封装包括引脚式、表面装贴式内量子效率T1

6、qe为辐射复合速率在总复合速率中所

7、(SMT)、板上芯片直装式(COB)以及系统封装式通讯作者：田增国，E—mail：tianzg@zzu．edu．cn(SIP)嘲。SMT和COB是商业上使用最广泛的两种封·25·2015年6月光源与照明2015年第2期装方式。本文选择SMT和COB封装的两种3W天花本作用是测定被研究的光(所研究的物质发射的、吸灯作为测试对象。天花灯的基本结构由灯罩、灯珠、收的、散射的或受激发射的荧光等)的光谱组成，包铝基板(散热片)及驱动模块四部分组成。3W天花括它的波长、光通量、光谱轮廓等。具体实现过程为，灯为3颗lW大功率SMT封装LED灯珠串联，3W首先将被研究的光按波长分解，并进行v(九

8、)加权；COB天花灯为单颗3WCOB封装LED灯珠。灯珠焊其次，测定各波长的光所具有的能量，得到能量按波接在基板上，基板连接散热鳞片，灯珠产生的热量主长的分布；最后，显示测量结果和光谱分布图。光谱要通过散热鳞片散热。仪可以测得灯的光谱分布函数，从而计算出峰值波长2．2测试系统的数值；辐射功率、光通量、色度坐标、色温、显色用积分球法来测试灯的光色电参数既方便又快速。指数、光效、色纯度、主波长均可由光谱分布函数推采用PMS-50光-色一电测试系统，其结构示意图如图1算出来。所示，可以