Jak zmierzyć temperaturę złącza koralików do lamp LED?
Temperatura złącza wydaje się być problemem z pomiarem temperatury, ale mierzona temperatura złącza znajduje się wewnątrz diody LED i nie można umieścić termometru lub termopary w złączu PN, aby zmierzyć jego temperaturę. Oczywiście nadal można zmierzyć jego temperaturę obudowy za pomocą termopary, a następnie na podstawie zadanej rezystancji termicznej Rjc (złącze z obudową) można obliczyć jego temperaturę złącza. , Ale po zainstalowaniu grzejnika problem się komplikuje. Ponieważ dioda LED jest zwykle przylutowana do podłoża aluminiowego, a podłoże aluminiowe jest montowane na radiatorze, jeśli tylko można zmierzyć temperaturę powłoki radiatora, do obliczenia temperatury złącza musi być znanych wiele wartości oporu cieplnego. W tym Rjc (złącze z obudową), Rcm (obudowa do podłoża aluminiowego, w rzeczywistości powinna również zawierać odporność termiczną folii drukowanej płyty), Rms (podłoże aluminiowe do radiatora), Rsa (radiator do powietrza), z czego tam jest tylko jeden Niedokładne dane wpłyną na dokładność testu. Rysunek 3 przedstawia schematyczny diagram różnych rezystancji termicznych od diody LED do radiatora. Posiada dużą odporność termiczną, przez co jej dokładność jest jeszcze bardziej ograniczona. Innymi słowy, dokładność szacowania temperatury złącza ze zmierzonej temperatury powierzchni radiatora jest jeszcze gorsza.
Na szczęście istnieje pośrednia metoda pomiaru temperatury, która polega na pomiarze napięcia. Więc z jakim napięciem związana jest temperatura złącza? A co z tym związkiem?
Najpierw musimy zacząć od charakterystyki woltamperowej diody LED.
4. Współczynnik temperaturowy charakterystyki LED wolt-amper
Wiemy, że LED jest diodą półprzewodnikową, ma charakterystykę woltamperową, jak wszystkie diody, i jak wszystkie diody półprzewodnikowe, ta charakterystyka woltamperowa ma charakterystykę temperaturową. Jego cechą charakterystyczną jest to, że wraz ze wzrostem temperatury charakterystyka woltamperowa przesuwa się w lewo. Rysunek 4 przedstawia charakterystykę temperaturową charakterystyki woltamperowej diody LED.
Zakładając, że dioda LED jest zasilana stałym prądem Io, gdy temperatura złącza wynosi T1, napięcie wynosi V1, a gdy temperatura złącza wzrasta do T2, cała charakterystyka woltamperowa przesuwa się w lewo, prąd Io pozostaje niezmieniony , a napięcie staje się V2. Te dwie różnice napięć są usuwane przez temperaturę i można uzyskać współczynnik temperaturowy wyrażony w mV/oC. Dla zwykłych diod krzemowych ten współczynnik temperaturowy wynosi około -2mV/oC. Jednak większość diod LED nie jest wykonana z materiałów krzemowych, więc ich współczynnik temperaturowy należy zmierzyć osobno. Na szczęście większość producentów LED' arkusze danych podają ich współczynniki temperaturowe. Na przykład dla diody LED dużej mocy Cree' XLamp7090XR-E jej współczynnik temperaturowy wynosi -4mV/oC. Jest 2 razy większy niż zwykłe diody krzemowe. W przypadku amerykańskiej tablicy Bridgelux LED Array (BXRA) podano bardziej szczegółowe dane.
Zakres podanych przez nich danych jest jednak zbyt szeroki, przez co traci wartość użytkową.
W każdym razie, dopóki znany jest współczynnik temperaturowy diody LED, łatwo jest obliczyć temperaturę złącza diody LED na podstawie pomiaru napięcia przewodzenia diody LED.
5. Jak szczegółowo zmierzyć temperaturę złącza diody LED.
Teraz weźmy jako przykład Cree' XLamp7090XR-E. Aby zilustrować, jak konkretnie zmierzyć temperaturę złącza diody LED. Wymagane jest, aby dioda LED była zamontowana w radiatorze, a jako źródło zasilania zastosowano sterownik prądu stałego. Jednocześnie wyprowadź dwa przewody podłączone do diody LED. Przed włączeniem należy podłączyć woltomierz do zacisków wyjściowych (dodatni i ujemny zacisk diody LED), a następnie włączyć zasilanie. Zanim dioda się nagrzeje, od razu odczytaj odczyt woltomierza, który odpowiada wartości V1 i poczekaj. Co najmniej 1 godzinę, po osiągnięciu równowagi termicznej, zmierz ponownie, napięcie na diodzie LED jest równoważne V2. Odejmij te dwie wartości, aby uzyskać różnicę. Po usunięciu o 4mV można uzyskać temperaturę złącza. W rzeczywistości większość diod LED jest połączona szeregowo i połączona równolegle. To nie ma znaczenia. W tej chwili na różnicę napięć wpływa wiele diod LED połączonych szeregowo. Dlatego podziel różnicę napięć przez liczbę diod LED połączonych szeregowo, a następnie podziel ją przez 4mV. , Możesz uzyskać jego temperaturę złącza. Np. dioda LED składa się z 10 ciągów i 2 równoległych, napięcie zmierzone po raz pierwszy wynosi 33V, napięcie zmierzone po drugim bilansie termicznym wynosi 30V, a różnica napięć 3V. Liczbę tę należy podzielić przez liczbę diod LED połączonych szeregowo (10), aby uzyskać 0,3V, a następnie podzielić przez 4mV, aby uzyskać 75 stopni. Zakładając, że temperatura otoczenia przed włączeniem wynosi 20 stopni, temperatura złącza w tym czasie powinna wynosić 95 stopni.
Uzyskana tą metodą temperatura złącza jest zdecydowanie bardziej dokładna niż użycie termopary do pomiaru temperatury grzejnika, a następnie obliczenia temperatury złącza.
