Kuidas mõõta LED-lambihelmeste ristumistemperatuuri?
Ristmiku temperatuur tundub olevat temperatuuri mõõtmise probleem, kuid mõõdetav ristmiku temperatuur on LED-i sees ja selle temperatuuri mõõtmiseks ei ole võimalik termomeetrit või termopaati PN-ristmikule panna. Loomulikult saab selle korpuse temperatuuri veel mõõta termopaariga ja seejärel antud soojustakistuse Rjc (ristmik) põhjal saab arvutada selle ristmiku temperatuuri. , Kuid pärast radiaatori paigaldamist muutub probleem keerulisemaks. Kuna LED joodetakse tavaliselt alumiiniumsubstraadile ja alumiiniumsubstraat paigaldatakse radiaatorile, kui saab mõõta ainult radiaatori kesta temperatuuri, peab ristmiku temperatuuri arvutamiseks olema teada palju soojustakistuse väärtusi. Sealhulgas Rjc (ristmik) ), Rcm (alumiiniumist aluspinnale, tegelikult peaks see hõlmama ka trükitud plaadi termilist vastupidavust), Rms (alumiiniumsubstraat radiaatorile), Rsa (radiaator õhku), millest on ainult üks Ebatäpsed andmed mõjutavad katse täpsust. Joonisel 3 on kujutatud erinevate soojustakistuste skemaatiline diagramm LED-ist soojuskraanikausini. See sisaldab palju termilist vastupidavust, muutes selle täpsuse veelgi piiratumaks. Teisisõnu, ristmiku temperatuuri hindamise täpsus soojuskraanikausi mõõdetud pinnatemperatuurist on veelgi halvem.
Õnneks on temperatuuri mõõtmiseks kaudne meetod, mis on pinge mõõtmine. Millise pingega on ristmiku temperatuur seotud? Aga see suhe?
Kõigepealt peame alustama LED-i volt-ampere omadustest.
4. LED-volt-ampere omaduste temperatuurikoefitsient
Me teame, et LED on pooljuhtdiood, sellel on volt-ampere iseloomulik nagu kõik dioodid ja nagu kõik pooljuhtdioodid, on sellel volt-ampere omadusil temperatuuri omadus. Selle eripära on see, et kui temperatuur tõuseb, nihkub volt-ampere omadus vasakule. Joonisel 4 on näidatud LED-i volt-ampere omaduste temperatuuriomadused.
Eeldades, et LED on varustatud Io pideva vooluga, kui ristmiku temperatuur on T1, on pinge V1 ja kui ristmiku temperatuur tõuseb T2-ni, nihkub kogu volt-ampere iseloomulik vasakule, vool Io jääb muutumatuks ja pinge muutub V2-ks. Need kaks pingeerinevust eemaldatakse temperatuuri järgi ja on võimalik saada temperatuurikoefitsient, väljendatuna mV/oC-des. Tavaliste ränidioodide puhul on see temperatuurikoefitsient ligikaudu -2mV/oC. Kuid enamik LEDidest ei ole valmistatud ränimaterjalidest, seega tuleb selle temperatuurikoefitsienti mõõta eraldi. Õnneks annab enamik LED-tootjate andmelehti oma temperatuurikoefitsiendid. Näiteks Cree XLamp7090XR-E suure võimsusega LED-i puhul on selle temperatuurikoefitsient -4mV/oC. See on 2 korda suurem kui tavalised ränidioodid. Ameerika Bridgeluxi LED-massiivi (BXRA) kohta on esitatud üksikasjalikumad andmed.
Nende esitatud andmete ulatus on siiski liiga lai, nii et see kaotab kasutusväärtuse.
Igal juhul, kui LED-i temperatuurikoefitsient on teada, on LED-i ristumistemperatuuri lihtne arvutada LED-i eespinge mõõtmisest.
5. Kuidas mõõta üksikasjalikult LED-i ristmiku temperatuuri.
Nüüd võtke näiteks Cree XLamp7090XR-E. Illustreerimaks, kuidas konkreetselt mõõta LED-i ristmiku temperatuuri. On nõutav, et LED oleks paigaldatud soojuskraanikaussi ja toiteallikana kasutatakse konstantset vooludraiverit. Samal ajal viige välja kaks LED-iga ühendatud juhet. Enne sisselülitamist ühendage voltmeeter väljundklemmidega (LED-i positiivsed ja negatiivsed klemmid) ja seejärel lülitage toiteallikas sisse. Enne LED-i soojenemist lugege kohe voltmeetri näitu, mis on samaväärne V1 väärtusega, ja oodake. Vähemalt 1 tund, kui see on saavutanud termilise tasakaalu, mõõtke uuesti, pinge üle LED on samaväärne V2- ga. Erinevuse saamiseks lahutage need kaks väärtust. Pärast 4mV eemaldamist on võimalik saada ristmiku temperatuur. Tegelikult on enamik LEDidest ühendatud seeriana ja ühendatud paralleelselt. See ei loe. Sel ajal panustavad pingeerinevusele paljud seerias ühendatud LEDid. Seetõttu jagage pingeerinevus seerias ühendatud LEDide arvuga ja seejärel jagage see 4mV-ga. , Saate selle ristmiku temperatuuri. Näiteks LED on 10 stringi ja 2 paralleelset, esimest korda mõõdetud pinge on 33V, pärast teist soojusbilanssi mõõdetud pinge on 30V ja pinge erinevus on 3V. See arv tuleb jagada seeriates ühendatud LEDide arvuga (10), et saada 0,3V, ja seejärel jagada 4mV-ga, et saada 75 kraadi. Eeldades, et ümbritseva õhu temperatuur enne sisselülitamist on 20 kraadi, peaks ristmiku temperatuur sel ajal olema 95 kraadi.
Selle meetodi abil saadud ristmiku temperatuur on kindlasti palju täpsem kui termopaari kasutamine radiaatori temperatuuri mõõtmiseks ja seejärel ristmiku temperatuuri arvutamiseks.
