Análisis de métodos de detección de temperatura de unión de LED

Sobre la base de la medición de la temperatura de unión método de LED de alta potencia, se estudia la relación entre la amplitud de corriente y el flujo de trabajo durante la inyección de un pulso de corriente de onda cuadrada en el dispositivo LED medido. Se encuentra que la relación entre la corriente nominal real y la corriente de impulso es la misma. los temperatura de la Unión del LED se puede medir midiendo directamente el voltaje de unión directa del LED bajo la corriente de trabajo nominal y asistiendo al coeficiente de sensibilidad a la temperatura.

1. Introducción
El nivel de Temperatura de unión LED tiene una gran relación con su empaque. El embalaje integrado multichip de nuestro país es actualmente una de las soluciones más factibles para obtener un alto flujo luminoso. En el proceso de aplicación real, la tasa de utilización se reduce considerablemente debido a las limitaciones de los precios relacionados, el espacio disponible para el paquete integrado de LED y los problemas de disipación de calor. En el proceso de aplicación real de chips emisores de luz, debido a que la densidad está demasiado concentrada, es probable que cause problemas de disipación de calor del producto, lo que resulta en un aumento repentino de la temperatura del sustrato. Por lo tanto, para tales problemas, debe empaquetarse cambiando la estructura del disipador de calor.

2. Investigación sobre las características térmicas de los LED
2.1 Influencia de la corriente de accionamiento
La Temperatura de unión LED puede entenderse como el valor de la temperatura del chip LED. En términos generales, hay varias razones para Temperatura de unión LED. Hay dos factores principales: por un lado, debido a la baja eficiencia de extracción de luz, la eficiencia de aplicación de los LED en la conversión de energía es baja y la temperatura de unión resultante cambia; segundo, es causado por la baja capacidad de disipación de calor del paquete LED. Cuanto menor sea la capacidad de disipación de calor, menor será la eficiencia de extracción de luz y mayor será el aumento de la temperatura de la unión.

2.2 Influencia de la temperatura de unión en los parámetros LED
(1) Envejecimiento permanente del LED. Cuando el Temperatura de unión LED está a alta temperatura, el envejecimiento es muy grave, ya que este envejecimiento permanente no se puede recuperar. A altas temperaturas, el paquete LED sufre una reducción en la eficiencia óptica.

(2) Interferencia con el voltaje directo del LED. Durante el ascenso de Temperatura de unión LED, debido a la influencia de la temperatura en este momento, el valor de voltaje VF caerá significativamente en comparación con el valor máximo. Por lo tanto, los LED tienen una característica de coeficiente de temperatura negativo cuando IF es constante. Luego, a medida que aumenta la intensidad de la perturbación, también aumenta la temperatura de la unión PN. En aplicaciones prácticas, la fuente de alimentación de corriente constante es el modo óptimo para el funcionamiento del LED. Debido a la interferencia de dicho voltaje directo, la corriente directa aumenta, lo que dañará los componentes internos del producto.

(3) Interferencia con la longitud de onda emisora ​​de luz LED. Cuando la temperatura de la unión aumenta, la longitud de onda de emisión del LED se vuelve más larga. En este momento, la longitud de onda de emisión de luz de color del efecto de pantalla LED generalmente se puede dividir en dos categorías: longitud de onda máxima y longitud de onda dominante. Estas dos categorías representan la longitud de onda dominante y la longitud de onda de luz intensa, respectivamente. Las coordenadas de cromaticidad X e Y determinan el color percibido de la longitud de onda dominante, y el valor de la banda prohibida del material en la región emisora ​​de luz juega un papel decisivo en la longitud de onda o el color de un dispositivo LED.

(4) Interferencia con la eficiencia de la luz LED. como el temperatura de la Unión continúa aumentando, se producirán problemas en el producto, como defectos en la estructura de dislocación. Una vez que la temperatura sube al máximo con el tiempo, es probable que se produzca una caída repentina del flujo luminoso, lo que provocará daños graves en el equipo.

(5) Interferencia con la eficiencia del fósforo LED. El cambio de temperatura de unión de los chips LED es más complicado. En este proceso, a medida que el problema de la interferencia de la eficiencia del fósforo LED continúa agravándose, la eficiencia luminosa de los fósforos LED eventualmente disminuirá, pero en general, no causará daños graves a la aplicación del producto.

3. Tecnología de medición de temperatura de unión LED
En esta etapa, mi país no ha formado un estándar de medición estandarizado y unificado para Medición de temperatura de unión LED tecnología. En el Medición de temperatura de unión LED La tecnología, debido a la inconsistencia del proceso y otros factores, y la falta de un estándar relevante estricto en aplicaciones prácticas, esto hace que la medición de alta potencia Temperatura de unión LED problemático, y si se compara con el poder tradicional, se puede encontrar que los dos son bastante diferentes.

(1) Aplicación del método de imágenes térmicas infrarrojas. Este método de imagen mide la Temperatura de unión LED, que tiene la ventaja de una medición conveniente en la aplicación práctica. Sin embargo, al mismo tiempo, también existe la desventaja de verse afectado fácilmente por la estructura del paquete de LED en aplicaciones prácticas, lo que da como resultado ciertos errores de medición. Además, los instrumentos a los que se aplica este método son caros.

(2) La aplicación de la espectroscopia. Este método utiliza principalmente que cuando el Temperatura de unión LED aumenta, la longitud de onda dominante del LED cambiará hasta cierto punto, y este cambio hará que la longitud de onda se desvíe. Cuando la longitud de onda dominante se desplaza, la longitud de onda cambia a la longitud de onda larga en aproximadamente 1 cm por cada 10 °C de aumento en la temperatura de la unión.

(3) Aplicación del método de temperatura del pin. El método de la temperatura del pin también es muy común en las aplicaciones actuales. Este método finalmente puede determinar la temperatura de unión de la potencia térmica disipada por el chip principalmente en virtud de las propiedades de transporte térmico.

(4) Aplicación del método de relación azul-blanco. El método de relación azul-blanco es un método de medición de temperatura de unión sin contacto. La mayor ventaja de este método es que, en aplicaciones prácticas, la temperatura real de la unión se puede medir directamente sin destruir el todo con este método. valor numérico.

(5) Aplicación del método de corriente pulsada. La aplicación de pulsos de corriente es más común en el campo industrial. La amplitud de este método es el valor de corriente nominal real del LED. A través de la medición del circuito de muestreo de voltaje de alta velocidad, se puede captar el valor de voltaje directo de la entrada de pulso de corriente de onda cuadrada LED. En el proceso de aplicación real, la influencia del pulso actual en el Temperatura de unión LED se puede ignorar temporalmente y se puede medir el coeficiente de sensibilidad final.

4. Prueba de método de corriente de pulso LED
(1) Dispositivo de medición. El dispositivo de medición es ampliamente utilizado en el método de corriente de pulso LED. Entre ellos, la fuente de señal de pulso ajustable del dispositivo de medición puede producir una señal de pulso; la aplicación del dispositivo de medición aumenta la selectividad de la transformación de pulso, y el circuito es responsable de la clasificación de la salida de la fuente de señal de pulso ciertos cambios. Debido a que la aplicación del dispositivo de medición puede controlar el voltaje de la etapa frontal, la fuente de corriente controlada por voltaje emite un cierto valor de corriente de pulso de acuerdo con los requisitos. La incubadora es responsable de proporcionar un entorno de medición relativamente estable para la medición de LED.

(2) Análisis de las características de los parámetros. El T5 tiene muchas ventajas en la aplicación práctica, y estas ventajas se reflejan principalmente en el registro de datos de temperatura de unión. Al mismo tiempo, la aplicación de también puede evitar daños en el dispositivo debido a una temperatura de unión excesiva. Si durante la operación, cuando el voltaje de suministro es inferior a 10 V, el T5 también puede terminar automáticamente el estado de funcionamiento para proteger el circuito.

(3) Circuito de fuente de corriente de pulso controlable. Este artículo se refiere principalmente al circuito de trabajo típico de T5 y lo toma como un caso de aplicación típico del circuito de fuente de corriente de pulso controlable. Los resultados muestran que: cuando la frecuencia de pulso de la fuente de pulso controlable alcanza un cierto ancho de pulso, el circuito fuente de la corriente de pulso controlable también puede garantizar la invariancia de la forma de onda original. Al cambiar la corriente en el circuito, en primer lugar realiza un análisis de muestreo, en este momento, el tiempo de aumento de la corriente de la fuente de alimentación de pulso controlable será ligeramente superior a 1 µs. Sin embargo, se puede encontrar por comparación que aunque la forma de onda original ha cambiado, el cambio de la forma de onda no tiene efecto en el circuito de trabajo. A partir de esto, se puede saber que RP1 en el circuito puede ajustar el valor de corriente pico de la onda de pulso, de modo que la corriente de valle de la fuente de corriente pueda llegar a "0" tanto como sea posible, y la función de RP2 puede equilibrar el El voltaje de valle residual del circuito de puerta 74LS00, y también puede ajustar La corriente de valle de la fuente de corriente lo convierte en un cierto valor de corriente deseado.

(4) Proceso de prueba. Calcule el valor de la temperatura de la unión y el valor de la resistencia térmica. En el experimento, la temperatura de unión del LED de muestra se midió mediante el método de factor K de corriente pequeña y el método de pulso estrecho en el mismo estado de trabajo. Ejecute los LED con la corriente funcionando durante mucho tiempo y luego mida la operación actual por separado. La aplicación del método de factor K de corriente pequeña y el método de pulso estrecho es principalmente para garantizar la precisión del experimento y la precisión de los datos experimentales. Los datos de respuesta específicos se muestran en la Tabla 1. El análisis encontró que existe una relación entre los datos del valor de la temperatura de la unión y los datos del valor de la resistencia térmica.

(5) Resultados experimentales. A partir de los datos experimentales se puede ver que, aunque este método aún se encuentra en otros experimentos, aún existen algunos problemas en los resultados experimentales, y el problema principal es que los requisitos de la fuente de corriente controlada por voltaje tienen estándares altos. Al mismo tiempo, la fuente de señal de pulso tiene altos requisitos, especialmente para la tasa de respuesta de la fuente de corriente controlada por voltaje en la prueba, que tiene requisitos y estándares extremadamente altos.

5. Conclusión
(1) A través del análisis teórico de los parámetros térmicos relevantes mencionados anteriormente. Se puede encontrar que en el curso del experimento, los factores que afectan el valor de medición de corriente de pulso del Temperatura de unión LED incluyen los pasos de medición, el ancho de pulso y la precisión del valor de medición.

(2) Use el método de corriente de pulso para probar la situación real del Temperatura de unión LEDe, y use la fuente de corriente de pulso de onda cuadrada controlable de alta velocidad para medir la Temperatura de unión LED como la idea principal durante el experimento, que puede garantizar efectivamente la precisión del experimento y, al mismo tiempo, también brinda ayuda teórica para el diseño y la fabricación reales de instrumentos para medir la temperatura de la unión por el método de pulso. Debido al corto período del experimento y la relativamente buena utilización y uso del equipo durante el experimento, la aplicación del método del factor K original para medir el sistema de temperatura de unión básicamente se puede realizar.

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