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如何測(cè)量結(jié)溫

     結(jié)溫看上去是一個(gè)溫度測(cè)量問題，可是要測(cè)量的結(jié)溫在LED的內(nèi)部，總不能拿一個(gè)溫度計(jì)或熱電偶放進(jìn)PN結(jié)來測(cè)量它的溫度。當(dāng)然它的外殼溫度還是可以用熱電 偶測(cè)量的，然后根據(jù)給出的熱阻Rjc（結(jié)到外殼），可以推算出它的結(jié)溫。，但是在安裝好散熱器以后，問題就又變得復(fù)雜起來了。因?yàn)橥ǔ?/span>LED是焊接到鋁基 板，而鋁基板又安裝到散熱器上，假如只能測(cè)量散熱器外殼的溫度，那么要推算結(jié)溫就必須知道很多熱阻的值。包括Rjc（結(jié)到外殼），Rcm（外殼到鋁基板， 其實(shí)其中還應(yīng)當(dāng)包括薄膜印制版的熱阻），Rms（鋁基板到散熱器），Rsa（散熱器到空氣），其中只要有一個(gè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確就會(huì)影響測(cè)試的準(zhǔn)確度。圖3給出了 LED到散熱器各個(gè)熱阻的示意圖。其中合并了很多熱阻，使得其精確度更加受到限制。也就是說，要從測(cè)得的散熱器表面溫度來推測(cè)結(jié)溫的精確度就更差。


圖3. LED到散熱器各個(gè)熱阻的示意圖
    幸好有一個(gè)間接測(cè)量溫度的方法，那就是測(cè)量電壓。那么結(jié)溫和哪個(gè)電壓有關(guān)呢？這個(gè)關(guān)系又是怎么樣的呢？
     我們首先要從LED的伏安特性講起。

4． LED伏安特性的溫度系數(shù)
     我們知道LED是一個(gè)半導(dǎo)體二極管，它和所有二極管一樣具有一個(gè)伏安特性，也和所有的半導(dǎo)體二極管一樣，這個(gè)伏安特性有一個(gè)溫度特性。其特點(diǎn)就是當(dāng)溫度上升的時(shí)候，伏安特性左移。圖4中畫出了LED的伏安特性的溫度特性。


圖4. LED伏安特性的溫度特性
    假定對(duì)LED以Io恒流供電，在結(jié)溫為T1時(shí)，電壓為V1，而當(dāng)結(jié)溫升高為T2時(shí)，整個(gè)伏安特性左移，電流Io不變，電壓變?yōu)?/span>V2。這兩個(gè)電壓差被溫度去 除，就可以得到其溫度系數(shù)，以mV/oC表示。對(duì)于普通硅二極管，這個(gè)溫度系數(shù)大約為-2mV/oC。但是LED大多數(shù)不是用硅材料制成的，所以它的溫度 系數(shù)也要另外去測(cè)定。幸好各家LED廠家的數(shù)據(jù)表中大多給出了它的溫度系數(shù)。例如對(duì)于Cree公司的XLamp7090XR-E大功率LED，其溫度系數(shù) 為-4mV/oC。要比普通硅二極管大2倍。至于美國(guó)普瑞的陣列LED（BXRA）就給出了更為詳細(xì)的數(shù)據(jù)。

    但是，他們給出的數(shù)據(jù)，其范圍也未免過于寬大，以至于失去了利用的價(jià)值。
    不管怎樣，只要知道LED的溫度系數(shù)就很容易可以從測(cè)量LED的前向電壓中推算出LED的結(jié)溫了。

5． 如何具體測(cè)算LED的結(jié)溫。

    現(xiàn)在就以Cree公司的XLamp7090XR-E為例。來說明如何具體測(cè)算LED的結(jié)溫。要求已經(jīng)把LED安裝到散熱器里，并且是采用恒流驅(qū)動(dòng)器作為電 源。同時(shí)要把連接到LED去的兩根線引出來。在通電以前就把電壓表連接到輸出端（LED的正極和負(fù)極），然后接通電源，趁LED還沒有熱起來之前，馬上讀 出電壓表的讀數(shù)，也就是相當(dāng)于V1的值，然后等至少1小時(shí)，等它已經(jīng)達(dá)到熱平衡，再測(cè)一次，LED兩端的電壓，相當(dāng)于V2。把這兩個(gè)值相減，得出其差值。 再被4mV去除一下，就可以得出結(jié)溫了。實(shí)際上，LED多半為很多個(gè)串聯(lián)再并聯(lián)，這也不要緊，這時(shí)的電壓差值是由很多串聯(lián)的LED所共同貢獻(xiàn)，所以要把這 個(gè)電壓差值除以所串聯(lián)的LED數(shù)目再去除以4mV，就可以得到其結(jié)溫。例如，LED是10串2并，第一次測(cè)得的電壓為33V，第二次熱平衡后測(cè)得的電壓為 30V，電壓差為3V。這個(gè)數(shù)字先要除以所串聯(lián)的LED個(gè)數(shù)（10個(gè)），得到0.3V，再除以4mV，可以得到75度。假定開機(jī)前的環(huán)境溫度是20度，那 么這時(shí)候的結(jié)溫就應(yīng)當(dāng)是95度。
     采用這種方法得出的結(jié)溫，肯定要比用熱電偶測(cè)量散熱器的溫度再來推算其結(jié)溫要準(zhǔn)確很多