半导体照明光源的组装与测试

摘要

基于节能的需要以及人们对照明质量要求的不断提高，半导体照明光源以其高效节能、长寿命、色彩丰富和环保等特点受到了人们的广泛关注。大功率发光二极管作为半导体照明的代表，其性能近来提高很快，发光效率已超过50 lm/W, 有望取代白炽灯、荧光灯和高压放电灯等传统光源，成为人类照明史上的第四代照明光源。 目前大功率LED 应用于通用照明上还存在着一些问题需解决，比如过高的封装热阻和合适的测试方法等。 本文研究了大功率LED 光源的组装与测试方法，对实验中出现的问题进行了分析和讨论，并提出了改善大功率LED 散热性能的建议。 文章首先论述了LED 封装与组装技术的发展，对多芯片封装技术在LED 照明光源上的应用作了探讨。接着分析了LED 光源的相关光电参数及其测试方法，并针对组装的4 种LED 光源样品，采用平均平面照度法测试了其光通量和发光效率，并与传统的白炽灯和荧光灯进行了比较。 测试结果表明，组装的LED 光源的发光量可达184 流明，发光效率超过40lm/W。发光效率已经超过白炽灯，但其性能还不够稳定。单纯采用小功率高亮度LED 或大功率LED 制备的光源存在着光通量低、成本过高和/或散热不理想等方面的问题，而高亮度LED 与大功率LED 混合组装的光源则在发光效率、成本以及散热等方面有相对的优势，可应用于室内辅助照明等场合。 文章最后对组装的LED 光源的热阻进行了计算，并通过数值模拟方法直观地显示了稳态条件下温度在封装芯片上的分布。