LED熱測(cè)試

為了在不犧牲可靠性的前提下獲得最高的光學(xué)性能，必須了解特定應(yīng)用中LED組件的熱性能。1993年1月28日的技術(shù)備忘錄“ LED燈的熱特性”討論了LED燈的基本熱模型。本應(yīng)用簡介描述了Avago Technologies用于測(cè)量特定應(yīng)用中安裝的LED組件的結(jié)溫和引腳溫度的熱測(cè)試系統(tǒng)。

通常，對(duì)LED組件進(jìn)行熱測(cè)試的目的是測(cè)量結(jié)溫到環(huán)境的溫升，以確保不超過最大結(jié)溫。LED組件在高于最大結(jié)溫的溫度下的溫度循環(huán)往往會(huì)導(dǎo)致金線鍵合產(chǎn)生過度的熱應(yīng)力，從而導(dǎo)致過早的災(zāi)難性故障。對(duì)于大多數(shù)Avago Technologies LED燈，最高結(jié)溫為110°C。可以在產(chǎn)品數(shù)據(jù)表的“最大絕對(duì)額定值”中找到最大結(jié)溫，也可以從“最大正向電流與溫度曲線”推算得出。最大結(jié)溫是在正向電流為零時(shí)，傾斜電流降額曲線的延伸與曲線的環(huán)境溫度軸的交點(diǎn)。

基本的熱測(cè)試程序是將特定系統(tǒng)內(nèi)的LED組件的引腳熱耦合，操作該系統(tǒng)并監(jiān)視熱平衡時(shí)的溫度升高。另外，可以通過測(cè)量LED組件的正向電壓變化來測(cè)量所選LED組件的結(jié)溫。在這些測(cè)量中要格外小心，以確保盡可能重復(fù)特定的應(yīng)用程序。這包括正確的系統(tǒng)機(jī)械方向，將系統(tǒng)安裝在預(yù)期的外殼中以及以類似于正常操作的電壓操作系統(tǒng)。

熱測(cè)試系統(tǒng)

熱測(cè)試系統(tǒng)的框圖如圖1所示。熱測(cè)試系統(tǒng)使用幾臺(tái)測(cè)試設(shè)備，這些設(shè)備由個(gè)人計(jì)算機(jī)通過IEEE-488并行總線控制。測(cè)試系統(tǒng)中用于測(cè)量LED組件引腳溫度的部分由Agilent 3421A數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和一系列T型熱電偶組成。熱電偶由Omega TT-T-30 SLE熱電偶線組成，該電線被剝皮，扭絞在一起并焊接到被測(cè)引腳上。Agilent 3421A將熱電偶線上產(chǎn)生的電壓直接轉(zhuǎn)換為溫度測(cè)量值，然后通過IEEE-488總線將其發(fā)送到計(jì)算機(jī)控制器。

其余設(shè)備用于通過精確監(jiān)視正向電壓的變化來監(jiān)視被測(cè)LED器件的結(jié)溫。為了獲得最佳結(jié)果，被測(cè)設(shè)備應(yīng)在1.00 mA的恒定電流下表征溫度范圍內(nèi)的正向電壓。通常，變化約為-2.2 mV /°C，并且在工作溫度范圍內(nèi)呈線性關(guān)系。表征后，可將LED組件直接焊接到被測(cè)系統(tǒng)中。為了獲得最佳結(jié)果，被測(cè)設(shè)備應(yīng)與被測(cè)系統(tǒng)的其余部分電氣隔離

被測(cè)設(shè)備由兩個(gè)Keithly 224電流源驅(qū)動(dòng)。一個(gè)電源用于以1.00 mA偏置電流驅(qū)動(dòng)被測(cè)設(shè)備。第二個(gè)電源用于以可編程加熱電流驅(qū)動(dòng)被測(cè)設(shè)備。請(qǐng)注意，IBIAS加IHEAT應(yīng)等于被測(cè)設(shè)備的應(yīng)用預(yù)期驅(qū)動(dòng)電流。對(duì)Agilent 8112A脈沖發(fā)生器進(jìn)行了編程，以產(chǎn)生99.7％的占空比波形。

脈沖發(fā)生器的輸出連接到高速數(shù)字開關(guān)，該數(shù)字開關(guān)在占空比的0.3％期間將加熱電流源分流到地。脈沖發(fā)生器的觸發(fā)輸出用于觸發(fā)Agilent 3437A數(shù)字電壓表的采樣。請(qǐng)注意，脈沖發(fā)生器觸發(fā)輸出的上升沿與0一致。3％的占空比波形，并且數(shù)字電壓表是負(fù)沿觸發(fā)的。

為了在正確的邊沿上觸發(fā)數(shù)字電壓表，脈沖發(fā)生器的觸發(fā)輸出用TTL電平7406反相器反相。為了獲得最高的分辨率，Agilent 3437A被配置為使用0.160 V的偏移量的Agilent 6033A可編程電源，在0.1000 V范圍內(nèi)測(cè)量被測(cè)設(shè)備的電壓。

由于LED組件開始冷卻在IHEAT電流源被分流后，Agilent 3437被配置為可以相當(dāng)快地關(guān)閉，以盡快測(cè)量被測(cè)設(shè)備的電壓。通常，應(yīng)在分流IHEAT源后的50毫秒內(nèi)進(jìn)行此測(cè)量。脈沖發(fā)生器的觸發(fā)輸出由TTL電平7406反相器反相。

為了獲得最高的分辨率，Agilent 3437A被配置為使用0.160 V的偏移量的Agilent 6033A可編程電源，在0.1000 V范圍內(nèi)測(cè)量被測(cè)設(shè)備的電壓。由于LED組件開始冷卻在IHEAT電流源被分流之后，Agilent 3437被配置為可以相當(dāng)快地關(guān)閉，以盡快測(cè)量被測(cè)設(shè)備的電壓。通常，應(yīng)在分流IHEAT源后的50毫秒內(nèi)進(jìn)行此測(cè)量。

脈沖發(fā)生器的觸發(fā)輸出由TTL電平7406反相器反相。為了獲得最高的分辨率，Agilent 3437A被配置為使用0.160 V的偏移量的Agilent 6033A可編程電源，在0.1000 V范圍內(nèi)測(cè)量被測(cè)設(shè)備的電壓。由于LED組件開始冷卻在IHEAT電流源被分流之后，Agilent 3437被配置為可以相當(dāng)快地關(guān)閉，以盡快測(cè)量被測(cè)設(shè)備的電壓。

通常，應(yīng)在分流IHEAT源后的50毫秒內(nèi)進(jìn)行此測(cè)量。使用Agilent 6033A可編程電源作為大約1.6 V的偏置電源。由于LED組件開始相當(dāng)快地冷卻，因此Agilent 3437被配置為在IHEAT電流過后盡快測(cè)量被測(cè)設(shè)備的電壓源被分流了。通常，應(yīng)在分流IHEAT源后的50毫秒內(nèi)進(jìn)行此測(cè)量。

使用Agilent 6033A可編程電源作為大約1.6 V的偏置電源。由于LED組件開始相當(dāng)快地冷卻，因此Agilent 3437被配置為在IHEAT電流過后盡快測(cè)量被測(cè)設(shè)備的電壓源被分流了。通常，應(yīng)在分流IHEAT源后的50毫秒內(nèi)進(jìn)行此測(cè)量。