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基于白光
LED
的寿
命
Nadarajah
Narendran
，顾益民
摘要<
/p>
：即使发光二极管（
LED
）可能有一个
很长的寿命，设计不当的
LED
照明系统，
可能寿命很短。由于
pn
结的发热是影响
< br>LED
的寿命的主要因素之一，
LED
< br>系统制造商能
够设计和建立长期的系统。
在这项研究中，
来自同一制造商的几个白色的
LED
在
不同的环
境温度下的寿命试验。作为时间函数的指数衰减的光输出提供了一个方便的方法
迅速估计
数据推断的生活。这些
LED
的使用寿命随温度的升高，以指数的方式。在第二个实验中，
有几个来自不同制造商的高
功率白光
LED
的测试类似条件下生活。
结果表明，
不同的产品
有显着不同寿命。
关键词
：退化，生活，光源，白色发光二极管（
LED
）
。
一、导言
使用发光二极管（
LED
）显示和照明应用的利益，在过去的几年一直稳步增长。寿命
长，减少能源使用的潜力，有两个关键属性，这个迅速发展的技术，其在上述应用程序的
使用，产生了这么多的利益。传统上，在照明应用中常用的光源灯的寿命是由对他们进行
一个周期预定的开
/
关，
< br>直至停止一半光源产生光。
这些来源不同，
LED
的很少失败灾难性
的，相反，其光输出随着时间的推移慢慢降低。即使
LED
在技术上是经营和生产光，
在某
些时候由
LED
产生的光量会不足，可
以预期的应用。因此，
LED
的寿命，应根据该装置
可以产生预期的应用程序，而不是彻底失败，充足的光线的时间。基于这一论点，从一个< p>
行业组织最近出版的定义
LED
的设备或系统在使
用普通照明应用的运行时间的生活，
以小
时为单位，为达到其初
始值的
70
％的光输出。
最广泛使用的白光
LED
集成氮化镓为基础的，<
/p>
短波发光的荧光粉层。
通常情况下，
荧<
/p>
光粉是嵌入在环氧树脂周围的
LED
晶粒
。由
LED
发出的短波辐射的某些部分是向下转换
荧光粉，合并辐射产生白光。早期的白光
LED
包装
类似的彩色
LED
指示灯式，特别是
5
毫米和
SMD
（表面贴装器件）
。虽然这些产品表现出的白色光源的概念，他们并没有产生
足够的光线
，
显示和照明应用。
此外，
这些指标式
白光
LED
有一个相对短的生命，
50
00-10
000
小时正常工作条件下达到
< br>70
％水平。为了满足更高的光通量要求，制造商已开始商业
化的高功率照明
LED
灯，目前生产超过一百倍的通量指标
式白光
LED
相比。更高的光输
出是通
过使用较大的模具，更高的驱动电流，并改善热提取方法。此外，有些厂家使用的
是更好
的密封剂，以改善白光
LED
的寿命。
有调查
GaN
基发光二极管的老化机制
的几项研究。
在
20
世纪
90
年代，
Barton
等
。
GaN
基蓝光
LED
的退化调查显示，
光输出量减少，
< br>随着时间的推移发生主要是由于周围的环氧
树脂模具黄。
2001
年，
Narendran
等。
观察的指标式白光
LED
封装降解非常迅速，
与
LED
达到
6000 h
内
50
％的光输出水平
[4]
。在相同的研究，结果表明
，白光
LED
的色度值转向
对黄随着时
间的推移，有人推测，泛黄的环氧光输出衰减的主要原因。因此，基于过去的
研究，
指标式白光
LED
封装退化的首要原因是泛
黄的环氧树脂是由过多的热量造成的
LED
的
< br>PN
结。一些新的照明式白光
LED
用密封材料，具有较低的光降解特性，因此具有较低
的降解率。不过，也有其他因素
，如武官环氧树脂模具，变色的金属反光板和导线，和半
<
/p>
导体元件的退化是由热影响的退化，这些都有助于整体退化的白光
LED
。虽然新的高功率
白光
LED<
/p>
将有一个较低的降解率的早期指标式设备相比，它是在
PN
结的热量，
影响最大
的退化。在
pn
结的热量是由环境温度和通电加热的带隙。
如前所述，使用寿命长是
LED
技术的关键特征之一，吸引了这么多的最终用途的社
区。
要受益于长寿命的特点，
它是最终的系统已经运行很长一段时间，
不只是个别的
LED
。
正如
?
过去的研究，在
pn
结的热量确定的白光
LED
的使用寿命的关键因素
之一。因此，
如果系统没有适当的设计具有良好的热管理技术，即使他们使用长寿命的白
光
LED
，最终
系统的生命将是短暂的
。发展中国家之间的交界处的温度和生活的关系，将生产长寿命的
系统非常有用。
虽然有不同的方法估算的
LED
的结温，他们是不是很方便，尤其是一旦
LED
的
整合
成一个系统。此外，这些方法都没有直接的，因此，他们容易产生错误的结果。另外
，也
更加方便和直接测量的地点十分接近的交界处，
一个温度传
感器可直接连接到
LED
封装的
外部热
。这一点的温度，应该有一个结温良好的合作关系。一个温度传感器可用于这种测
量连接
点，可以为指标式的
LED
引线（阴极）和高功率
LED
板（见图
1
）
。大多数制造商
都可以推荐了这样的地步，我们所说的在这个手稿的<
/p>
T
点。
由于白
光
LED
在市场上包装不同，他们从死亡的热量转移到周围环境
的能力是不同
的，
从产品到产品。
因此
，
它是合理的假设，
不同的产品有不同的降解率作为热源的功能
。
系统制造商建立可靠，长期的系统的图形显示的
LED
作为一个功能的
T
点温度的生命是
非常有用的的。
知道有多大的影响热降解率或
LE
D
的使用寿命，
系统制造商可以选择组件
和驱动器的参数，包括散热器和驱动电流的量，对于一个给定的的应用程序设计的产品。
因此，在这个手稿的研究目的是调查的
T
< br>点的温度和白光
LED
的生活之间的关系。第二
个目标是要了解不同的高功率白光
LED
产品目
前在市场上的降解率。
二、实验
要了解的
< br>T
点的温度和生活之间的关系，高功率白光
LED
的类型，通常可在市场上
被选中。
这些
LED
的几个人受到不同的环境温度下的寿命试验。
< br>实验装置的详细描述，
在
下面的段落。
< br>
由于不同的
LED
阵列运行在
一个特定的环境温度，
阵列放置在专门设计的，
个别的寿
命测试，
如图
2
所示
。
试验室有两种不同的功能：
（
1
）
保持环境温度恒定的
LED
阵列和
（
2
）
作为光测量光输出相结合盒。
< br>每个单独的
LED
阵列被安装在生命试验室的内顶面中心
。
一
个光电二极管连接到中心的左侧面板连续测量的光输出。一
个白色的小挡板放置在光电二
极管的屏蔽直射光，使反射光到达光电二极管。的挡板上放
置一个电阻温度检测器测量室
的环境温度，控制加热器，通过温度控制器提供了必要的热
室。箱内温度保持在
C.
加热器
是用亚
光白色封面上的闸室底板坐在一个凸起的铝板。
使用
J
型焊接到一个白光
LED
的
T
点的细线热电偶温度估计。每个分庭，一个外部
LED<
/p>
驱动器控制通过
LED
的电流流过。
所有生命的试验室分别置于温度控制的房间内，如图
3
所示。寿命试验室错开，水平和垂
直方向，以确保的热量从底部商会升起，并
没有影响他们上面的商会。
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