LED filament lambalar için bağlantı sıcaklığı ölçümü

Özet
LED filamentli lambaların iyileştirilmesi ve yayılması, bağlantı noktası sıcaklığı ölçümü için güvenilir ve doğru yöntemler ve araçlar gerektirir. İleri voltaj yöntemlerine dayanarak, LED filamentli lambaların ölçüm süreci ve ekipmanı tanıtıldı. Ve bağlantı sıcaklığının çeşitli faktörlere bağımlılığı tartışılır.

genel
LED filaman lamba teknolojisi son yıllarda uygulamalar için olgunlaşmış olsa da, termal yönetimde hala hızlı ışık bozulmasına ve düşük lamba gücüne yol açacak ve uygulama keşfini ve pazar harcamasını sınırlayacak bazı zorluklarla karşılaşmaktadır.

LED'lerin bağlantı sıcaklığı Tj, armatür performanslarını, özellikle aydınlatma bakımını ve kullanım ömrünü belirlemenin anahtarıdır. Tj ölçümünün güvenilir ve doğru yöntemleri ve aletleri, LED filaman lambalar için, yalnızca termal tasarımın rasyonelliğini objektif olarak değerlendirmek için değil, aynı zamanda sistem tasarımını iyileştirmek ve gelişmiş verimlilik ve uzatılmış nominal kullanım ömrü adına teknikler üretmek için gereklidir. .

LED filamentler, sürücüye bağlanmak için yalnızca iki kutuplu ucu dışarıda bırakarak, gazlarla dolu cam ampulün içine kapatılmıştır. Sızdırmaz ampul içerisine termokupl enjekte etmek veya kızılötesi ışığın cama iletmesini sağlamak zor olduğundan, filaman lambalar için pin sıcaklığı ve termografi yöntemleri uygulanamaz. İleri voltaj yöntemi doğru seçimdir.

Bağlantı sıcaklığı ölçümü için ileri voltaj yöntemi
Yarı iletkenlerin Tj ölçümü için kullanılan voltaj yöntemi, Ortak Elektron Cihazı Mühendislik Konseyi (JEDEC) tarafından yayınlandı. Tj, PN bağlantısının sıcaklık karakteristiğine bağlı olarak, çalışırken belirli test akımındaki LED'lerin geçici ileri geriliminden türetilir.

Sabit akımda, bağlantı voltajı çoğu yarı iletken için sıcaklıkla yaklaşık doğrusal ilişkiyi korur, bu da voltajın artan sıcaklıkla tek renkli olarak azaldığını gösterir. Bu nedenle, bağlantı gerilimi VF, birim [mV / birim cinsinden gerilim ve sıcaklık arasındaki ilişkiyi temsil eden K katsayısını hesaplamak için ilk olarak küçük kalibrasyon akımı IM'de çoklu ayar sıcaklıkları altında test edilir.℃]. Kalibrasyon sırasında, test edilen LED, sıcaklığı sabit tutmak için termostat kabına konur. Daha sonra LED, kararlı çalışmayı sürdürmek için nominal akım IF'de çalıştırılır. Hızlı geçiş, nominal akım IF'den kalibrasyon değeri IM'ye gerçekleştirilir ve geçici voltaj VF, termal denge durumunda ölçülür. Sonuç olarak, LED'in Tj'si, PC programı ile voltaj-sıcaklık eğrisi aracılığıyla türetilebilir.

LED armatürün yarı iletkenler, mekanik bileşenler, optik elemanlar ve sürücüler içeren sistem entegrasyonu olduğu düşünüldüğünde, her bir parçanın termal karakterleri ürünün genel performansına etki edebilir. Özellikle entegre aydınlatma armatürü için kompakt tasarım, termal tasarıma ve kurulum şekline bağlı olarak LED ve sürücü arasındaki termal etkileşimlere neden olur. Bu nedenle LED armatürün Tj'si basit LED çipleri yerine tüm sistem tarafından değerlendirilmelidir.

Filament, seri veya paralel olarak birbirine bağlanmış seri haldeki birden fazla LED çipinden oluşur. Tüm filamanlar, bir bütün olarak ölçülmeleri için lamba ampulünün içine kapatılmıştır. Standart ürün için, LED ampul ve sürücü ayrılmalıdır, iki çift polarite kablosu birbirine bağlanmalıdır. LISUN TRS-1000 Termal Direnç Spektroradyometrik Sistem LED için. Tam olarak karşılıyor LM-80 standart. Ampul yüzeyindeki herhangi bir konuma yapışan bir termokupl da bağlanır.

Filament LED ampulü termostat kabına konur ve ardından Şekil 1'de gösterildiği gibi sıcaklık artışı adım adım olduğunda voltaj-sıcaklık eğrisi kalibre edilebilir. Her adım sıcaklığı Tn için karşılık gelen voltaj VFn, sıcaklık kap ayar değerine yükselir ve bu arada LED filamanı termal dengeye ulaşır. Kararlı sürenin otomatik olarak belirlenmesi önerilir. LISUN TRS-1000. Kalibrasyon akımı IM, test lambasının parametrelerine göre ayarlanır ve çeşitli Tn için sabit kalır. Dolayısıyla VT eğrisi Şekil 2'de gösterildiği gibi yerleştirilebilir. Kalibrasyondan sonra test ampulü kaptan çıkarıldı ve yukarıda bahsedildiği gibi bağlanan iki çift kabloyla orijinal yapısına geri kazanıldı. VF, ateşlemeden dengeye kadar düzenli aralıklarla kaydedilir ve bu, Tj'nin sıralı eğrisini türetmek için kullanılır. LED armatür ön cam içine veya hava akımının olmadığı bir ortama yerleştirilmelidir.

Bir örneğin Tj eğrisi Şekil 3'te gösterilmektedir. Ölçüm, içeride rüzgar olmadan 29 ° C ortam sıcaklığında gerçekleştirilmiştir. Ampul açıldıktan sonra LED Tj arttı ve ilk aşamada 121.3 ℃'da sabitlendi. Daha sonra ikinci aşamada, ampul ile atmosfer arasındaki hava alışverişini yapmak için egzoz elle hasar gördü. Tj, 159.5 ℃'deki yeni dengeye kadar kademeli olarak arttı. Ampul yüzeyinde termokupl ile test edilen referans sıcaklık, normal çalışma altında 40.8 ℃'de tutulmuş ve sızıntı durumunda 46.3'a yükseltilmiştir. Hava sızıntısından sonra Tj'deki büyük artış, dolu gazların ısı dağılımı üzerindeki önemli etkilerini temsil eder. Ve ampul yüzey sıcaklığındaki değişikliğin LED filamanların Tj'si ile hiçbir ilişkisi yoktur.
Sürücü çıkışı, Şekil 4'te gösterildiği gibi, Tj üzerinde de doğrudan etkiye sahiptir. 28.3 ℃ ortam sıcaklığında, LED filaman lambasının giriş voltajı, şebeke voltajı dalgalanmasını simüle etmek için 220 ± 10 range aralığında ayarlanmıştır. Tj 106.6 V, 121.7 V ve 137.9 V gerilimde ayrı ayrı 198 ℃, 220 ℃ ve 242 ℃'dir.

Referans:
[1] JEDEC Standardı EIA / JESD51-1. Entegre Devreler Termal Ölçüm Yöntemi — Elektriksel Test Yöntemi (Tek Yarı İletken Cihaz) [S], 1995.
[2] Xi Y, Schubert E F. Diyot ileri voltaj yöntemi [J] kullanılarak GaN ultraviyole ışık yayan diyotlarda kavşak-sıcaklık ölçümü. Applied Physics Letters, 2004, 85 (12): 2163−2165.
[3] CALT 001-2014, Armatürdeki LED için bağlantı sıcaklığı ölçüm yöntemi [S].
[4] Chen XY, Zhang XG, Yang YL, vd. LED aydınlatma armatürü için ileri gerilim yöntemiyle bağlantı sıcaklığı ölçümü [C] // 2015 Çin LED Aydınlatma Forumu Proceeding. Şangay, 2015. 238−241

Etiketler:T5