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《湖北大学》 2017年
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基于串联电阻的LED结温测量方法

张家伟  
【摘要】:LED由于其体积小,光效高,寿命长等优点,在照明、显示领域得到了广泛的应用。随着LED大电流密度芯片技术的进步,大功率LED的光效、寿命将进一步提高,LED在大功率照明领域也将快速渗透。影响LED光效与寿命的主要因素是LED的结温,大功率LED由于功率密度高,容易出现结温过高的现象,导致LED后期使用过程中出现光衰大、寿命短等问题。批量检测LED的结温,淘汰结温明显过高的产品,对于提高产品使用过程中的可靠性具有重要意义。目前常用的LED结温测量方法主要有光谱法和正向电压法,这两种方法都由于设备成本高,操作复杂,而不能应用于工业生产检测。本文的研究目的:开发一种精度适中、成本低、工序简单的LED结温检测方法,特别是大工作电流密度LED的检测。论文首先研究了一种由于存在散热缺陷而导致的LED在大电流工作时产生的I/V特征异常现象。在这些灯具中,与预期相反,随着电流的上升LED灯具的末态与初态工作电压的差值不是线性上升,而是趋于饱和,甚至下降。按照理想PN结方程以及传统的测量思路无法对此现象进行解释。通过理论模型与实验对比研究,揭示了LED芯片的串联电阻是造成实验中I/V特性异常的原因。然后,利用串联电阻与温度的关系,提出了一种基于串联电阻的LED结温测量方法。在LED工作的小电流端,利用测量的数据可以拟合出PN结微分电阻随电流变化的曲线,然后利用其在大电流端的拟合值以及测量值,可以推导出串联电阻在大电流端随电流变化的关系,再根据电流与结温的关系,可以推测出此时PN结的结温。根据上述理论模型设计了相关实验,对6组LED灯具用串联电阻法和小电流正向电压法分别进行了结温测量,测量结果显示串联电阻法与小电流正向电压法之间具有较高的一致性,绝对值存在一定的误差,但作为一种产品合格检测方法,该方法是适用的。
【学位授予单位】:湖北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN312.8

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