大功率LED结温方法

大功率LED 结温方法
GaN 基白光LED 结温测试方法
1. 正向电压法(forward voltage method)
原理：初始电压与初始结温符合很强的线性关系
K
V V T T t j 00-+= 其中T0是作为参考的环境温度,V0是在T0下的初始电压;Tj 和Vt 分别是稳定时的结温和正向电压。

系数K 可以通过测量两组不同的参考温度和电压得到K=(V1-V0) /(T1-T0),也可以通过测量多组参考温度和电压作线性拟合得到。

K 值测量
测量时将LED 放置在控温烤箱中，施加小电流（10mA ），分别在不同的烤箱温度下（Ta1,Ta2）,每个温度阶段恒温30min （样品为1WLED 加散热片，如果未加散热片可另外考虑），使得结温与环境温度一致，测试过程中保持电流恒定。

测量LED 的正向电压（Vf1,Vf2）,这时可近似认为；K=(V1-V0) /(Ta2-Ta1)
Rth 为热阻
Rth=（Tj-Tb ）/P
Tb 为测试得到的基板底部的温度，P 为L E D 的耗散功率,Tb 用热电偶实时测量LED 基板底部的温度。

2. 管脚法(Pin method)
原理：管脚温度法是利用LED 器件的热输运性质,通过测量管脚温度和芯片耗散的热功率,以及热阻系数来确定结温
p j j p j R P T T -+=*
其中Tp 是管脚温度,Tj 是结温;Pj 是LED 芯片耗散的热功率;R Θj-p 是从结到管脚的热阻系数,可以由厂家给出,或者由实验确定,本实验中结合电压法测量来确定热阻系数
文献中提到热阻系数由电压法测得，而电压法又会存在误差，所以此方法误差会较大一些。

3. 蓝白法（non-contactmethod for determining junction temperatur ） 原理：利用白光LED 的发光光谱分布(SPD)来测量结温,最大的优点是不需要破坏器件的整体性,是一种非接触的结温测量方法。

蓝白比R 与结温都有较好的线性关系,可通过测量光谱算得R 值,然后用下面的换 算公式得到结温：
r
j K R R T T 00-+= 其中T0为参考结温,Tj 是要测量的结温;R0和R 分别是结温为T0和Tj 时的蓝白比;Kr 是比
例系数,可以通过测量两组不同的参考结温和蓝白比得到Kr=(R0-R1) /(T0-T1),也可以通过测量多组已知结温情况下的蓝白比作线性拟合。

参考资料：陈挺 《GaN 基白光LED 的结温测量》 发光学报
4. 一种利用有限元法模拟LED 芯片结点温度的方法（用于LED 模块）(finite element analysis)
利用Ansys 软件中的热分析模块,来计算LED 光源模块中结点温度的方法，此方法要知道 如果已知散热片上一点的温度,芯片的温度可以表示成
W R T T H J H J *-+=
TJ 是LED 芯片结点的温度,也是待求量;TH 是散热片的温度,可以通过热电偶测量;R ΘJ-H 是从LED 芯片到散热片的热阻
此方法需先得到热阻R ΘJ-H ，因此相对会比较复杂。

参考文献：王劲 《一种利用有限元法模拟LED 芯片结点温度的方法》 材料结构及工艺
5大电流测功率型白光LED 的结温方法(Measurement of LED Junciton Temperature in Working Circuit)
利用的是正向电压法，通过用大电流（350mA ）与传统的小电流进行比较分析，由于可 以来选 取 系统的工作 电流为测试 电流 ，因此 ，只需要想办法 读取测试 L E D 两端的电压数据 ，不需要专门的测试 电源对 L E D 供电，也就不要改变原来系统 的连接关 系，因而使得测试过程大大简化
参考文献：张万路 《用大电流测功率型白光LED 的结温方法研究》照明工程学报。