交流发光二极管结温测试方法研究

发布时间：2020-03-26 12:43

【摘要】：半导体照明技术的日新月异快速发展,半导体发光二极管(LED)的各项性能都得到了大幅度的提升,使得LED器件产品出现在人们生活中越来越普遍。并且在研究人员不断的探索发现中,发明出了可以直接在交流电压驱动下工作的发光二极管(AC-LED),与传统的发光二极管器件相比,AC-LED器件在诸多方面性能不同,并且AC-LED器件在电学、热学、光学等特性的表现上也与传统DC-LED器件不相同。本文主要从AC-LED器件的热学方面的特征属性入手,结合光学和电学参数,提出了一种利用交流电压脉冲信号测量AC-LED器件热阻和结温的方法及装置,并通过同条件下的对比实验证明了本实验方法的可行性和准确性。具体包括以下内容:1.简单介绍了 LED器件的发展历史以及AC-LED器件的发展历史和应用前景,并且阐述了 AC-LED器件的结构的特征属性,对传统LED器件热产生和结温测试方法进行了简单介绍,提出了进行AC-LED器件热学特性研究的必要性。2.对比DC-LED器件结温检测方法,提出了一种利用交流脉冲信号测试AC-LED器件的方法和具体实施步骤,窄脉冲作为电压源信号作用于AC-LED器件,测试出了 AC-LED器件的温度敏感系数(电流),利用AC-LED器件结温和电流幅值的一一对应数据拟合出了线性公式,我们求得了 AC-LED器件热阻值,再以热阻值为桥梁得到AC-LED器件的结温。为了得到AC-LED器件在实际交流状态下的结温值,我们将正弦波电压信号通入AC-LED器件,测量工作于交流电时AC-LED器件的光功率Po、电功率(Pe=IVcosΦ),计算出该工作状态下的结温。探究了脉冲宽度对AC-LED器件结温影响,通过不同的脉冲宽度交流电压作为电压源通入AC-LED裸片,分别测量AC-LED裸片芯片温度,确定理想的交流脉冲宽度范围。3.介绍了本实验运用的交流脉冲信号源和利用交流脉冲信号测量AC-LED器件热阻和结温的系统组成,并介绍了本实验使用AC-LED器件结构特性图和电流、电压信号。通过实验测量AC-LED温度敏感系数以及热阻值,通过热阻计算出AC-LED器件结温,通过对比换算,计算出AC-LED器件在正弦波电压下工作时的结温,最后我们通过AC-LED裸片结温测试和计算值进行对比,通过对比实验证明了本实验方法是有效且可行的。交流驱动LED器件的问世,不仅极大方便了 LED灯具产品应用,并且极大地减少了交流、直流相互间转换的电力损耗,以及减少使用转换电源中的电子元件,解决了电子原件寿命远低于LED器件的寿命时间的问题,极大提升了灯具产品的使用年限。通过本文对AC-LED器件热特性研究分析和利用交流脉冲信号测量AC-LED器件结温,将有助于对AC-LED器件整体性能进一步地研究。对今后AC-LED器件的热学特征属性的测量研究具有很重要的指导价值。
【图文】：

晶粒,结构示意图,器件

逦ＵＭｐｉ邋．邋ｔ＊＂邋？逡逑图１．２邋ＡＣ－ＬＥＤ晶粒排列结构示意图ｌ？－？ｌ逡逑ＡＣ－ＬＥＤ器件光源产品的工作方式如图１．３所示，，输入输出电压工作形态如逡逑图１．４所示，ＡＣ－ＬＥＤ器件将众多较小的ＬＥＤ晶粒懫用交叉的矩阵方式排列，晶逡逑粒平均分成五部分，ＡＣ－ＬＥＤ晶粒串组成了类似于一个整流桥功能的结构，整流逡逑桥的两端分别连接交流电源两级，另外两端连接一串ＬＥＤ晶粒，ＡＣ－ＬＥＤ器件逡逑在交流电源的正半周期和负半周期都能导通发光，如图１．２所示，每个半周期分逡逑别都为３串组成的ＬＥＤ晶粒发光，图中的除中间以外的四个桥臂上的ＬＥＤ晶粒逡逑轮流发出亮光，对向桥臂上的ＬＥＤ晶粒同时发出亮光，电桥中间的ＬＥＤ晶粒为逡逑正通路和负通路都使用因而始终发出亮光。ＡＣ－ＬＥＤ器件通入频率为５０Ｈｚ的交逡逑流电源电压时，ＡＣ－ＬＥＤ器件产品会以每秒５０次的节奏闪烁，这使得ＡＣ－ＬＥＤ逡逑器件寿命普遍长于ＤＣ－ＬＥＤ器件寿命ｔ％。ＬＥＤ器件的发光是间隔的

示意图,器件,工作原理,示意图

Ｖ＂￣＾７￣＇逡逑＿，逡逑图１．４邋ＡＣ－ＬＥＤ器件工作输入输出电压原理示意图逡逑根据发光晶粒的排列方式ＡＣ－ＬＥＤ器件可以分为三大种类：Ｓｃｈｏｔｔｋｙ型、逡逑
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN312.8

【参考文献】