LED壽命如何預測

圖4. LED伏安特性的溫度特性

假定對LED以Io恒流供電，在結溫為T(mén)1時(shí)，電壓為V1，而當結溫升高為T(mén)2時(shí)，整個(gè)伏安特性左移，電流Io不變，電壓變?yōu)閂2。這兩個(gè)電壓差被溫度去除，就可以得到其溫度系數，以mV/oC表示。對于普通硅二極管，這個(gè)溫度系數大約為-2mV/oC。但是LED大多數不是用硅材料制成的，所以它的溫度系數也要另外去測定。幸好各家LED廠(chǎng)家的數據表中大多給出了它的溫度系數。例如對于Cree公司的XLamp7090XR-E大功率LED，其溫度系數為-4mV/oC。要比普通硅二極管大2倍。而美國Philips-Lumileds公司的LuxeonRebel的伏安特性溫度系數為-2—4mV/oC。至于美國普瑞的陣列LED（BXRA）就給出了更為詳細的數據。

圖2. Lumiled 公司的LuxeonK2的光衰曲線(xiàn)

但是，他們給出的數據，其范圍也未免過(guò)于寬大，以至于失去了利用的價(jià)值。

不管怎樣，只要知道LED的溫度系數就很容易可以從測量LED的前向電壓中推算出LED的結溫了。

5．如何具體測算LED的結溫。

現在就以Cree公司的XLamp7090XR-E為例。來(lái)說(shuō)明如何具體測算LED的結溫。要求已經(jīng)把LED安裝到散熱器里，并且是采用恒流驅動(dòng)器作為電源。同時(shí)要把連接到LED去的兩根線(xiàn)引出來(lái)。在通電以前就把電壓表連接到輸出端（LED的正極和負極），然后接通電源，趁LED還沒(méi)有熱起來(lái)之前，馬上讀出電壓表的讀數，也就是相當于V1的值，然后等至少1小時(shí)，等它已經(jīng)達到熱平衡，再測一次，LED兩端的電壓，相當于V2。把這兩個(gè)值相減，得出其差值。再被4mV去除一下，就可以得出結溫了。實(shí)際上，LED多半為很多個(gè)串聯(lián)再并聯(lián)，這也不要緊，這時(shí)的電壓差值是由很多串聯(lián)的LED所共同貢獻，所以要把這個(gè)電壓差值除以所串聯(lián)的LED數目再去除以4mV，就可以得到其結溫。例如，LED是10串2并，第一次測得的電壓為33V，第二次熱平衡后測得的電壓為30V，電壓差為3V。這個(gè)數字先要除以所串聯(lián)的LED個(gè)數（10個(gè)），得到0.3V，再除以4mV，可以得到75度。假定開(kāi)機前的環(huán)境溫度是20度，那么這時(shí)候的結溫就應當是95度。

采用這種方法得出的結溫，肯定要比用熱電偶測量散熱器的溫度再來(lái)推算其結溫要準確很多。

6．如何來(lái)預測這個(gè)燈具的壽命。

從結溫來(lái)推測壽命好像應該很簡(jiǎn)單，只要查一下圖1的曲線(xiàn)，就可以知道對應于95度結溫時(shí)的壽命就可以得到LED的壽命為2萬(wàn)小時(shí)了。但是，這種方法用于室內的LED燈具還有一定的可信度，如果應用到室外的LED燈具，尤其是大功率LED路燈，那里還有很多不確定因素。最大的問(wèn)題是LED路燈的散熱器的散熱效率的隨時(shí)間而降低。這是由于塵土、鳥(niǎo)屎的積累而使得其散熱效率降低。也還因為室外有很強烈的紫外線(xiàn)，也會(huì )使LED的壽命降低。紫外線(xiàn)主要是對封裝的環(huán)氧樹(shù)脂的老化起很大作用，假如采用硅膠，可以有所改善。紫外線(xiàn)對熒光粉的老化也有一些壞作用，但不是很?chē)乐亍?/FONT>

不過(guò)，這種方法用來(lái)相對比較兩種散熱器的散熱效果是比較有效的。很明顯，伏安特性左移越小的散熱器，其散熱效果就越好。另外，對于預測室內LED燈具的壽命也還是有一定的準確度的。