CREE LED (lamp XP-C P3) 光源热性能测

电子工程师 2010-07-29 1274

设计测试

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描述

本测试主要针对CREE提供之1W 大功率LED (XP-C P3) emitter 光源进行热性能测试，主要测试有:

　　(1) IV曲线测试与电功率测试

　　(2) 结点温度(以下简称为结温)量测

　　(3) LED热阻量测

　　(4) 不同操作温度下光参数性能测试

　　相关测试以验证其提供之相关规格，作为光源应用设计依据。

　　测试样品&测试设备

　　测试样品介绍﹕

Electro-Optical characteristics
Electro-Optical characteristics at If=350mA，Ta=25ºC

　　测试设备组成说明

　　(一) 测试仪主体

　　输出恒电流源，采样设定，信号转换，数据处理等；

　　(二) 可温控铜热沉平台

　　作为温度系数Kj 值量测及不同操作温度下LED热性能测试；

　　(三) 静态空气测试积分球

　　根据EIA/JESD51-1，制造恒定体积的测试环境测量LED的光通量；

　　(四) 电脑

　　安装测试软件，操作并控制整个测试过程；

　　LED emitter 热阻参数测试路径： Rj-slug = (Tj – Tslug)/Pd ，emitter结点至heat slug 底部之热阻量测，Pd 为输入电功率

led
　　样品测试参数条件：

　　1. 顺向测试电流 If：350mA ~ 1000mA

　　2.铜热沉温控范围 Tsink : 20 ~ 80°C

　 3.LED输入之电功率 Pd : If´Vf

　　其中 Vf 为顺向电压，本报告之Pd 假设依据一般LED light source 供应商(Lumileds，OSRAM，CREE etc.) Pd假设定义相同条件下，进行热阻计算(不考虑光功率因子参数)。

　　1. LED emitter与铜热沉采用Dow Corning TC-5026 Thermal grease 压合测试。

　　2. 温度系数Kj值采用本测试设备量出之值 Kj= -1.8209 mV/ °C(测试感应电流为5mA) 进行结温热阻测试；

　　3. Temperature sensitive parameter (TSP) calibration.

　　4. Kj = -1.8204mV/OC，Im=7mA.

样品IV曲线测试

　　IV曲线测试图 (铜热沉温度Tsink=20ºC)

led

　　电功率曲线测试

　　输入电功率与结温变化关系曲线

　　在一定测试电流下，电功率随着结温上升而成趋于线性下降；

led

　　输入电功率与结温变化关系曲线

　　在不同热沉温度下，结温Tj 随着测试电流 If 增加而线性增加；

led

结点至铜热沉温差测试结果

　　ΔTj-sink (=Tj-Tsink) 随着测试电流 If 增加而呈趋于线性增加

led

　　热阻与测试电流之关系

　　热阻Rj-slug随电流增加而呈微量增加，范围在 9.5~11.8ºC/W ；

led

　　光通量与结点温度关系曲线

　　不同电流下，光通量随着结温Tj上升而呈微量下降，在If=350 mA，Tj =34.5 °C 时 (Tsink=20.0 °C)，光通量为59.8lm ；在 If=500mA，Tj =36.8 °C 时 (Tsink=20.0 °C)，光通量为63.6m ；

led

　　光效与结点温度关系曲线

　　不同测试电流下，光效随着结点温度Tj上升而呈微量下降，在If=350mA，Tj = 34.5°C 时 (Tsink=25.0°C)，光效为55.0lm/W ；在 If=500mA， Tj = 38.6°C 时 (Tsink=20.0 °C)，光效为42.1lm/W ；

led

　　测试结论

　　1.本报告主要针对CREE 大功率1 W LED emitter (Lamp XP-C P3) 进行热性能测试，主要进行结温、热阻、光通量及光效等测试。

　　2.本报告测试之emitter 结点至 heat slug 基材底部之量测热阻结果显示，在If= 350~ 500 mA 及铜热沉Tsin25°C時，Rj-slug结果范围9~11.3 ºC/W (CREE 资料提供之额定最大热阻 11ºC/W 在@If = 500mA，Ta= 25 ºC )。

　　3.该样品在If =350mA，Tj = 34.5 °C 时 (Tsink=20.0 °C)，光通量为59.8lm，光效为 55.0lm/W ；在 If = 500 mA，Tj =36.8C 时 (Tsink=25.0 °C)，光通量为 63.6lm，光效为42.1lm/W (样品为提供光效相关规格) 。

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