Як виміряти температуру з'єднання намистин світлодіодної лампи?
Здається, що температура переходу є проблемою вимірювання температури, але температура переходу, що вимірюється, знаходиться всередині світлодіода, і неможливо поставити термометр або термопару в PN -перехід для вимірювання його температури. Звичайно, температуру корпусу все ще можна виміряти за допомогою термопари, а потім на основі заданого теплового опору Rjc (перехід до корпусу) можна розрахувати температуру його переходу. , Але після установки радіатора проблема ускладнюється. Оскільки світлодіод зазвичай припаяний до алюмінієвої підкладки, а алюмінієва підкладка встановлена на радіаторі, якщо можна виміряти лише температуру оболонки радіатора, для розрахунку температури переходу потрібно знати багато значень теплового опору. В тому числі Rjc (перехід до корпусу), Rcm (корпус до алюмінієвої підкладки, по суті, він також повинен включати тепловий опір плівки з друкованою плівкою), Rms (алюмінієва підкладка до радіатора), Rsa (радіатор до повітря), з них лише один Неточні дані вплинуть на точність тесту. На малюнку 3 показана принципова діаграма різних теплових опорів від світлодіода до радіатора. Він містить велику кількість теплового опору, що робить його точність ще більш обмеженою. Іншими словами, точність оцінки температури переходу за виміряною температурою поверхні радіатора ще гірша.
На щастя, існує непрямий метод вимірювання температури, який полягає у вимірюванні напруги. Отже, до якої напруги відноситься температура переходу? А як щодо цих відносин?
Спочатку ми повинні почати з вольт-амперних характеристик світлодіода.
4. Температурний коефіцієнт світлодіодних вольт-амперних характеристик
Ми знаємо, що світлодіод-це напівпровідниковий діод, він має вольт-амперну характеристику, як і всі діоди, і, як і всі напівпровідникові діоди, ця вольт-амперна характеристика має температурну характеристику. Його характеристика полягає в тому, що при підвищенні температури вольт-амперна характеристика зміщується вліво. На малюнку 4 показані температурні характеристики вольт-амперних характеристик світлодіода.
Якщо припустити, що на світлодіод подається постійний струм Io, коли температура переходу T1, напруга V1, а коли температура переходу піднімається до T2, вся вольт-амперна характеристика зміщується вліво, струм Io залишається незмінним , і напруга стає V2. Ці дві різниці напруг усуваються за допомогою температури, і можна отримати температурний коефіцієнт, виражений у мВ/оС. Для звичайних кремнієвих діодів цей температурний коефіцієнт становить приблизно -2 мВ/оС. Але більшість світлодіодів не виготовлені з кремнієвих матеріалів, тому його температурний коефіцієнт слід вимірювати окремо. На щастя, більшість виробників світлодіодів' технічні дані наводять їх температурні коефіцієнти. Наприклад, для світлодіодів високої потужності XLamp7090XR-E Cree' його температурний коефіцієнт становить -4 мВ/oC. Він у 2 рази більший, ніж звичайні кремнієві діоди. Що стосується американського світлодіодного масиву Bridgelux (BXRA), наведені більш детальні дані.
Однак обсяг наданих ними даних надто широкий, тому він втрачає цінність використання.
У будь -якому випадку, поки відомий температурний коефіцієнт світлодіода, легко розрахувати температуру переходу світлодіода за допомогою вимірювання прямої напруги світлодіода.
5. Як детально виміряти температуру переходу світлодіода.
Тепер візьмемо для прикладу Cree' s XLamp7090XR-E. Щоб проілюструвати, як конкретно виміряти температуру переходу світлодіода. Потрібно, щоб світлодіод був встановлений в радіаторі, а в якості джерела живлення використовувався драйвер постійного струму. Одночасно виведіть два дроти, з'єднані зі світлодіодом. Перш ніж увімкнути живлення, підключіть вольтметр до вихідних клем (позитивних і негативних клем світлодіода), а потім увімкніть джерело живлення. Перш ніж світлодіод нагріється, негайно прочитайте показання вольтметра, що еквівалентно значенню V1, і почекайте. Принаймні за 1 годину, коли вона досягне теплової рівноваги, знову виміряйте, напруга на світлодіоді еквівалентна V2. Відніміть ці два значення, щоб отримати різницю. Після видалення на 4 мВ можна отримати температуру переходу. Насправді більшість світлодіодів з'єднані послідовно і з'єднані паралельно. Це не має значення. У цей час різниця напруги вноситься багатьма світлодіодами, з'єднаними послідовно. Тому розділіть різницю напруг на кількість світлодіодів, послідовно підключених, а потім поділіть її на 4 мВ. , Ви можете дізнатися температуру його з'єднання. Наприклад, світлодіод складається з 10 рядків і 2 паралельних, напруга, виміряна вперше, становить 33 В, напруга, виміряна після другого теплового балансу, становить 30 В, а різниця напруг - 3 В. Це число потрібно розділити на кількість світлодіодів, послідовно з'єднаних (10), щоб отримати 0,3 В, а потім поділити на 4 мВ, щоб отримати 75 градусів. Якщо припустити, що температура навколишнього середовища перед включенням становить 20 градусів, температура переходу в цей час повинна становити 95 градусів.
Температура переходу, отримана цим методом, безумовно, набагато точніша, ніж використання термопари для вимірювання температури радіатора, а потім для розрахунку температури переходу.
