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大功率LED有源温控系统的开发

上传人:刘世俊、刘思久

上传时间: 2013-04-27

浏览次数: 93

作者刘世俊、刘思久
单位哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院
分类号TM92
发表刊物未知
发布时间未知

  摘要:本文针对大功率LED 驱动器散热的实际需要,提出并实现了一种LED 有源温控系统的开发。并就系统的设计思想、结构特点和一些实施要点进行讨论,给出TEC 制冷的原理,温度测量的方法,最后说明LED 有源温控系统的具体配置方式并分析测试的数据结果,展示了有源温控系统准确性和可靠性。

  大功率 LED 的正向压降和电流都比较大,其消耗的功率也比较大。目前大功率白光LED的电光转换效率约为15%,剩余的85%则转化为热能,而一般LED 芯片尺寸仅为Φ2mm~Φ5mm,因此其功率密度很大。同时与传统的照明器件不同,白光LED 的发光光谱基本属于可见光范围内,不包含红外部分,所以其热量不能依靠辐射释放,如果热量集中在尺寸很小的管芯内部而不能有效散出,就会导致芯片的温度升高,引起热应力的非均匀分布,同时芯片发光效率和荧光粉激射效率下降。研究表明[1],当温度超过一定水平时器件的失效率将呈指数规律攀升,元件温度每上升2℃,LED 可靠性将下降l0%左右。

  同时,当温度过高时白光LED 器件的发光波长将发生红移。据统计资料表明,在100℃的温度下,波长可以红移2~9nm。从而导致YAG 荧光粉吸收率下降,总的发光强度会减少,白光色度变差,并且会严重影响LED 的使用寿命。在室温附近,温度每升高l℃,LED 的发光强度会相应减少l%左右,当器件从环境温度上升到l20℃时,亮度下降多达35%。当多个LED 密集排列组成白光照明系统时,热量的耗散问题更加严重,因此解决散热问题已成为功率型LED 应用的先决条件,因此,如何提高散热能力是大功率LED 实现产业化亟待解决的关键技术难题之一。

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