高壓LED發(fā)光效率的研究以及結溫的優(yōu)化.pdf

1、隨著半導體照明技術的發(fā)展，高壓LED開始出現在人們的視野當中，它的驅動電路簡單，電壓與市電更加接近，所以特別適合未來的家庭照明系統(tǒng)。另外，從本質上來說，高壓LED是由單顆LED串聯而成，也屬于LED的一種。雖然目前對LED的性能研究比較眾多，但是對于針對高壓LED特性的研究卻相對比較少。因此，本文就高壓LED的發(fā)光效率和結溫方面進行了深入探究，在研究的同時也搭建了實驗測試系統(tǒng)，以輔助研究。本文具體工作有以下幾個方面:
　　1.比較

2、高壓LED和傳統(tǒng)大功率LED發(fā)光效率，并總結出提高LED發(fā)光效率的一些思路和方法。分別從電流密度，小芯片側面出光，結溫三個不同角度探究并分析了基于InGaN材料的高壓LED的發(fā)光效率優(yōu)于傳統(tǒng)大功率LED的原因。為了保證實驗結論的可靠性，所采用的兩種實驗樣品具有相同的芯片尺寸和材料以及相同的封裝結構。經過大量的實驗證明:更均勻的電流分布和小芯片間隙的出光，使得高壓LED的發(fā)光效率優(yōu)于傳統(tǒng)大功率LED。結果顯示，在相同的1W輸入功率下，高壓

3、LED的發(fā)光效率比傳統(tǒng)大功率LED高大約4.5％。
　　2.優(yōu)化高壓LED的結溫。在高壓LED的熱設計中，降低結溫是非常重要的一步，因為結溫會極大影響到LED的壽命、光色質量、以及發(fā)光效率等特性。本文采用基于有限元分析方法計算的軟件(COMSOL)進行三維的瞬態(tài)熱耦合仿真實驗?；诜抡嬗嬎愫蛯嶒灉y試，我們首先定義了兩個熱參數，即17個小芯片平均溫升和溫升的方差。然后，根據這兩個熱參數，我們進一步劃分出三個區(qū)域來進行高壓LED的結溫

4、優(yōu)化。最后，我們從三個區(qū)域中分析得出最優(yōu)區(qū)域。這部分工作在高壓LED的熱設計方面可以給LED廠商一些相關借鑒。
　　3.建立LED角分布測試系統(tǒng)。在前面兩部分工作中的一些實驗需要利用這個系統(tǒng)，該系統(tǒng)的優(yōu)點是能夠快速、準確、有針對性的獲得實驗數據并保存。其中LED光強角分布測試系統(tǒng)是基于Keithley公司的2400源表、Instrument System公司的角分布測試儀器LEDGON100、NI公司的GPIB接口卡等。此系統(tǒng)可以