LEDジャンクション温度をテストする方法は？

LEDの寿命はその接合部温度と密接に関係していることがわかっています。 寿命を延ばすための鍵は、ジャンクション温度を下げることです。 そして、接合部温度を下げるための鍵は、LEDによって生成された熱を時間内に排出できる優れたヒートシンクを持つことです。

それでは、LEDの接合部温度を測定する方法は？

ジャンクション温度は温度測定の問題のようですが、測定する必要があるジャンクション温度はLEDの内部にあります。 温度計またはPN接合への熱電対で温度を測定することはできません。 もちろん、そのシェル温度は熱電対で測定でき、その接合部温度は熱抵抗Rjc（シェルへの接合部）に従って計算できます。

しかし、ラジエーターを取り付けた後、事態はさらに複雑になります。 通常、LEDはアルミニウム基板に溶接されており、アルミニウム基板はラジエーターに取り付けられているためです。 ラジエーターシェルの温度しか測定できない場合は、ジャンクション温度を計算するために多くの熱抵抗の値を知る必要があります。

Rjc（ケースへの接合部）、Rcm（実際にはアルミニウム基板へのシェル、これには熱抵抗のフィルム印刷版も含まれます）、Rms（アルミニウム基板からラジエーターへ）、Rsa（ヒートシンクへのヒートシンク）を含みます。 1つの不正確なデータのみがテストの精度に影響します。 図XNUMXは、ラジエーターの各熱抵抗に対するLEDの概略図を示しています。 多くの熱抵抗が組み込まれているため、精度が制限されます。 つまり、接合部温度の精度は、ラジエーターの表面温度から推測すると悪化します。

幸いなことに、温度を測定する間接的な方法は、電圧を測定することです。 次に、接合部温度はどの電圧に相対的ですか？ そして、関係は何ですか？
まず、LEDの電圧アンペアの特性について説明する必要があります。
LEDは半導体ダイオードであり、すべてのダイオードと同じ電圧アンペア特性を持っていることがわかっています。 電圧電流特性には、温度が上昇すると電圧電流特性が左にシフトする温度特性があります。 図。 2. LEDの電圧アンペアの温度特性を示します。

LEDがIo定電流で駆動されていると仮定すると、電圧がT1のとき、電圧はV1です。 接合部温度がT2に上昇する間、電圧電流特性全体がシフトしたままになり、電流Ioは一定で、電圧はV2に変化します。 2つの電圧差は温度によって除去され、温度係数を取得してmV / oCで表示できます。 通常のシリコンダイオードの場合、温度係数は約-XNUMXmV / oCです。

ただし、LEDはシリコン素材ではないため、温度係数も追加で測定する必要があります。 幸いなことに、ほとんどのLEDメーカーはデータ表にその温度係数を記載しています。 XLamp7090XR-E高出力LEDを例にとると、その温度係数は-4mV / oCであり、通常のシリコンダイオードの2倍です。 米国の会社のLuxeon Rebelの電圧アンペア特性温度係数は-2〜4mV / oCです。 米国のLED Puriアレイ（BXRA）については、より詳細なデータが提供されます。

ただし、データの範囲が大きすぎるため、使用の価値が失われる可能性があります。 とにかく、LEDの温度係数がわかっている限り、LEDの接合部温度はLEDの順方向電圧から計算できます。

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