功率型LED白光光譜優(yōu)化研究.pdf

1、在過(guò)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(yīng)時(shí)間短、壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，加快了取代傳統(tǒng)的普通照明光源的進(jìn)程。因而在LED產(chǎn)品的設(shè)計(jì)應(yīng)用中分析LED的光-電-熱性能是非常有意義的。在對(duì)LED的研究過(guò)程中，由于LED封裝內(nèi)部散熱不及時(shí)所導(dǎo)致的LED性能不穩(wěn)定，成為大功率LED研究中一個(gè)關(guān)鍵性的問(wèn)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(guò)遠(yuǎn)方的光譜儀測(cè)試系統(tǒng)和冷白光（型號(hào)為CREE-XPE3W）L

2、ED樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)固定LED的結(jié)溫30℃，電流I=0.2A時(shí)，光譜功率的計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)值的誤差范圍為0mW-0.367mW；而固定LED的電流0.55A，結(jié)溫取25℃時(shí)，光譜功率的計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)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(jié)溫時(shí)（結(jié)溫取25℃、40℃、50℃和60℃），得出光通量的計(jì)算值和測(cè)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(yàn)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(gè)重要特性，與電功率和結(jié)溫有緊密關(guān)系，通過(guò)光譜功率分布可確定器件的光功率、光通量和相關(guān)色溫。本文利用多重光譜模型和光通量模型計(jì)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(fù)載電功率的取值范圍為0.5W-6.5W時(shí)，得出光通量的取值范圍分別為39lm-460lm、40lm-910lm和35lm-1800

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