式(1)中K为温度敏感系数,由下式可到:
式(2)中,VL为低结温TL(如25℃)时LED在测量电流IM(小电流)下的正向电压,VH为高结温TH(如100℃)时LED在测量电流IM下的正向电压。
LED结温测量的时序如图1所示:
图1(a)电流时序图图1(b)电压时序图
1)首先对LED正向施加测试电流IM,测量正向结电压VFI;
3)再用IM迅速取代IH加到待测LED两端,并测得正向结压降(VFF);
4)计算LED的结温和热阻:
根据上述原理,结温计算公式为:
热阻计算公式为:
式(3)中,为初始温度,式(4)中为散热通道上指定点的温度,例如,环境温度或外壳温度。对于LED,输入的电功率一部分用于LED发光,另一部分产生热量,而热耗散功率PH往往很难从总输入电功率中区分出来,因此为方便和简化测量,QB/T4057-2010提出了“参考热阻”的概念,即使用输入总功率替代式(4)中的热耗散功率。“参考热阻”由于测量方便,复现性好,得到了越来越多的应用。
在加热电流IH作用下,监视LED的结温上升过程,获取加热曲线也很有意义,图2所示为典型的加热曲线,它不仅能够判断LED是否达到热平衡,而且对于LED的结构和散热能力分析有具有参考作用。
图2加热曲线
2.2LED光色参数随温度变化曲线的测量
封装LED的光色参数一般是在PN结为25±1℃的条件下给出的,而在实际工作中,结温通常高于25℃,其光色性能会发生较大变化,这也给封装LED的应用带来困扰。因此,有必要监测LED的光色参数随结温变化的情况,如图3所示。光色参数随PN结温度变化曲线的测量与K系数的测量方法类似。
图3白光LED的光通量和色温随结温的变化关系[1]
而考察环境温度(参考点温度)对LED的光色参数的影响则更为直观,对LED的应用更具指导意义。该测量可在下述的加速老练和寿命试验箱中进行。