功率型LED白光光譜優(yōu)化研究.pdf

1、在過去的幾年中，大功率發(fā)光二極管（LED）以其節(jié)能、重量輕、響應時間短、壽命長等優(yōu)勢，加快了取代傳統(tǒng)的普通照明光源的進程。因而在LED產(chǎn)品的設計應用中分析LED的光-電-熱性能是非常有意義的。在對LED的研究過程中，由于LED封裝內(nèi)部散熱不及時所導致的LED性能不穩(wěn)定，成為大功率LED研究中一個關鍵性的問題。本文利用光-電-熱理論和多重光譜模型優(yōu)化白光LED的光譜功率分布，通過遠方的光譜儀測試系統(tǒng)和冷白光（型號為CREE-XPE3W）L

2、ED樣品進行實驗。當固定LED的結溫30℃，電流I=0.2A時，光譜功率的計算值和實驗值的誤差范圍為0mW-0.367mW；而固定LED的電流0.55A，結溫取25℃時，光譜功率的計算值和實驗值的誤差范圍為0.000132mW至0.541mW；在固定LED的電功率為1.67W，改變結溫時（結溫取25℃、40℃、50℃和60℃），得出光通量的計算值和測試值之間的誤差率范圍為2.82％-3.75%。這些誤差值都是在允許的范圍內(nèi)，所以驗證了本

3、文中提出的光通量模型和多重光譜功率分布模型的有效性。
　　光譜功率分布是白光LED的一個重要特性，與電功率和結溫有緊密關系，通過光譜功率分布可確定器件的光功率、光通量和相關色溫。本文利用多重光譜模型和光通量模型計算出單顆LED、2顆LED和4顆LED在散熱器熱阻值的取值范圍為1℃/W到30.5℃/W、負載電功率的取值范圍為0.5W-6.5W時，得出光通量的取值范圍分別為39lm-460lm、40lm-910lm和35lm-1800

4、lm；相關色溫的取值范圍分別為7300K-8600K、7300-9200K和7300-9200K。以光通量和相關色溫作為目標變量，用迭代法將電功率和散熱片熱阻值疊加，計算獲得白光LED的光通量和相關色溫在系統(tǒng)中變化時所對應的光譜功率分布，目標值與計算值的誤差控制在5%以下。
　　固定光通量或者固定相關色溫優(yōu)化白光LED光譜的實驗表明，單顆LED、2顆LED和4顆LED在相關色溫固定時，電功率會隨著光通量的增加而增加，而散熱片熱阻值