大功率白光LED结温非接触测量技术探讨与实现

摘要

发光二极管（LED）由于其亮度高、节能效率高、寿命长、可靠性高、易驱动等特点，在“半导体照明工程”中渐露头角；而且，安装使用简单、体积相对较小的大功率LED器件在大部分的照明应用中行将取代传统小功率LED器件，成为主流半导体照明器件。可是，大功率LED器件的热稳定性检测和散热问题是一个突出的问题，如果保持PN结的结温不在允许范围内，LED将无法获得稳定的光输出和维持正常的器件寿命。 本文在充分调研大功率LED的结温测量方法基础上，研究了大功率LED结温的非接触光谱测量方法和技术，利用白光LED发光功率谱中蓝光与白光的功率比值来测量结温，可以避免破坏器件的整体性，并剔除了由于电学器件接入而带来的系统误差。实现了一套基于光谱测量方法的非接触大功率白光LED结温测量系统，测量不同类型的LED光源的光谱和结温关系。 实验结果表明：无论对冷白还是对暖白LED管，无论是电流还是环境温度引起的结温的变化，LED管光谱中W/B都随结温呈现线性变化，即：大功率白光LED的结温非接触光谱测量方法是可行、可靠的，具有实际应用价值。 本文在实验论证基础上，提出了非接触式大功率LED的结温光谱测量仪器的雏形结构，可能为大功率白光LED的结温测量有所贡献。

目录

文摘

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第一章 引言

1.1 LED发展历史和现状分析

1.2结温测量研究现状

1.3选题意义和特色

第二章大功率白光LED技术的实现

2.1 GaN基LED发光原理及特性

2.2 LED的热性能参数

2.2.1 LED的结温

2.2.2 LED的热阻

2.3白光LED国内外的研究现状

2.4大功率白光LED存在的问题

第三章GaN基LED热特性分析

3.1在驱动电流下热的产生

3.2结温对GaN基LED的主要参数的影响

3.2.1结温导致的LED永久性老化

3.2.2结温对LED正向电压的影响

3.2.3结温对LED发光波长的影响

3.2.4结温对LED光效的影响

3.2.5结温对LED荧光粉效率的影响

3.3本章小结

第四章LED结温测量技术

4.1正向电压法

4.2管脚温度法

4.3蓝白比法

4.4本章小结

第五章光谱法结温测量技术设计

5.1实验方法和装置

5.2测试系统关键设备技术指标

5.2.1恒流电源性能测试

5.2.2 电热恒温箱性能测试

5.2.3荧光分光光度计性能测试

5.3实验测量步骤

5.4试验结果分析方法

第六章实验结果分析与讨论

6.1暖白p3型1W LED管的实验测量结果

6.2冷白Q2型号的1W LED管的实验结果

6.3分析和讨论

第七章仪器优化分析讨论

7.1结温非接触测量技术的可行性分析和讨论

7.2测量误差分析

7.3进一步工作展望

参考文献：

附录:攻读硕士期间取得的科研成果

致谢