LED散热计算及光源死灯故障

行业资讯 我爱方案网 · 2020-09-29

LED发光芯片内部的热处理设计固然非常重要,但集群LED固态照明散热装置也极为重要。散热设计的基本公式:Tr散热器=(125℃-安全温度阀值-环境温度) /功率-Tr发光LED-Tr界面;式中:125℃—结温的典型值;安全温度阀值—一般来说取10℃;


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Tr发光LED—LED封装结构自身的热阻;Tr界面—LED封装结构与散热器之间的界面热阻。由基本公式得知,叠层结构相对于传统LED照明设计,Tr界面热阻值小,Tr值就越大,Tr散热器就越小。同时Tr散热器根据散热板尺寸的大小,设计有较大的余量。另外,降低界面热阻也需要增加界面的平整度,使用导热性能更高的填充材料及较好的封装工艺。

 

实现白光LED主要有两种方式。一种是使用LED芯片和荧光粉,另外一种是使用RGB 3色LED芯片。目前主要是采取第一种方式。使用荧光粉一般都是在蓝色LED芯片上涂覆黄色荧光粉。从LED芯片中发出的蓝色光遇到荧光粉时,部分光转换为黄色光。这部分转换的黄色光和蓝色光参杂在一起,就变成了白色光。通过调整荧光粉的量可以控制白光LED的色温,因此发光颜色在制作时就已经决定,后期不能调整。

 

同时,混合蓝色光和黄色光的话,由于红色和绿色的成分不足,造成显色性不佳。这样,可以通过在蓝色LED芯片中参杂红色和绿色荧光粉或者是在紫外LED芯片中参杂RGB荧光粉,来提高其显色性。使用RGB 3色LED芯片的优势在于RGB可以调整各种色度,所以不仅能够产生白光,还能产生其他各种颜色的光。但是,LED芯片使用量增大,成本也就会上升。

 

LED光源死灯主要是以下两种原因造成的。第一,LED光源的漏电电流过大造成PN结失效。一般都是静电对LED芯片造成了损伤,使LED芯片的PN结失效,漏电电流增大,LED光源变成了一个电阻,这种情况一般不会影响到其它的LED光源的工作。静电是一种危害极大的魔鬼,为防止静电损坏电子元器件, LED封装、应用的企业任何一个环节出问题,都将造成对LED光源的损害,使LED光源性能变坏甚至失效。我们知道人体(ESD)静电可以达到三千伏左右,足可以将LED芯片击穿损坏,在LED封装生产线,各类设备的接地电阻是否符合要求,这也是很重要的,一般要求接地电阻为4欧姆,有些要求高的场合其接地电阻甚至要达到≤2欧姆。

 

第二,LED光源连线焊点开路造成死灯。LED光源的内部连接引线断开,造成LED无电流通过而产生死灯,这种情况会影响其它的LED光源的正常工作,原因是由于LED光源工作电压低(红黄橙LED工作电压1.8V-2.4V,蓝绿白LED工作电压2.8-3.4V),一般都要用串、并联来联接,来适应不同的工作电压,串联的LED光源越多影响越大,只要其中有一个LED光源内部连线开路,将造成该串联电路的整串LED光源不亮。


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还有就是虚焊,这里给大家一个鉴别虚焊的方法:将不亮的LED光源用打火机将LED引线加热到200-300℃,移开打火机,用3伏扣式电池按正、负极连接LED,如果此时LED光源能点亮,但随着引线温度降低LED灯由亮变为不亮,这就证明LED光源是虚焊。加热能点亮的理由是利用了金属热胀冷缩的原理,LED引线加热时膨胀伸长与内部焊点接通,此时接通电源,LED光源就能正常发光,随着温度下降LED引线收回复到常温状态,与内部焊点断开,LED光源就点不亮了。


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