LED结温及热阻的测量
LED的PN结结温是影响LED光通量和寿命的主要因素，本文用电压法对直插LED，食人鱼LED和大功率LED 的结温和热阻进行了实验研究。在测量LED结温的同时，研究它的光谱变化，色光LED峰值波长的偏移与其结温存在线性关系，白光LED的总能量和蓝光能量比率（W/B）的变化与结温也存在线性的关系。因此，采用非接触式可间接测取LED的结温。
关键词:发光二极管、结温、热阻、峰值波长、能量比
引言
发光二极管（LED）由于其亮度高、功耗低、寿命长、可靠性高、易驱动、节能、环保等特点，已被广泛应用于交通、广告和仪器仪表的显示中，现已在特殊照明中获得应用[1][2]，并将成为普通照明中的主要光源[3]。目前世界上生产和使用LED 呈现急速上升的趋势，但是LED存在发热现象，随着LED的工作时间和工作电流的增加，其发光强度和光通量会下降，寿命降低，对白光还会导致激发效率的下降[4]，这主要是由于LED 结温升高导致的。2002年Hong et al.[5]研究结果表明，AlGaInP红色LEDs的峰值波长的偏移与结温的变化存在线性关系。对于白光LED，随着结温的增加，LED发出黄光和蓝光的强度以不同的速率下降,白光LED的总能量和蓝光能量比率（W/B）与结温存在关系。
本文首先对LED的结温进行研究，由此可得到LED的热阻。然后在测量结温的同时，测量LED光谱变化，可以得出LED的PN结结温与色光LED峰值波长或白光LED的白色/蓝色能量比（W/B）之间存在一定的关系。因此可以采用非接触式方法来进行结温的测量。
测量原理
LED的结温是影响发光二极管各项性能指标的一个重要因素，测量LED结温的方法可用通过测量在不同环境温度下LED的正向电压的大小来得到[6]。实验原理如图1所示，被测LED置于积分球内，积分球放在恒温箱的中间，积分球内的光经石英光纤导入SSP3112快速光谱分析仪，可以快速测取LED的峰值波长或W/B比率。将热电偶与LED管脚紧密接触，用测温仪读取不同加热电流和不同环境温度下的管脚温度。恒温箱的温度范围为0℃-150℃，精度1℃。PC机通过高速开关控制对LED的加热电流(IF)和参考电流(IFR)，并测量IF和IFR下的VF和VFR。
热是从温度高处向温度低处散热。大功率LED主要的散热路径是：管芯→散热垫→印制板敷铜层→印制板→环境空气。若LED的结温为TJ，环境空气的温度为TA,散热垫底部的温度为Tc（TJ＞Tc＞TA。
在热的传导过程中，各种材料的导热性能不同，即有不同的热阻。若管芯传导到散热垫底面的热阻为RJC（LED 的热阻）、散热垫传导到PCB面层敷铜层的热阻为RCB、PCB传导到环境空气的热阻为RBA,则从管芯的结温TJ传导到空气TA的总热阻RJA与各热阻关系为：
RJA=RJC+RCB+RBA
各热阻的单位是℃/W
可以这样理解：热阻越小，其导热性能越好，即散热性能越好。
如果LED的散热垫与PCB的敷铜层采用回流焊焊在一起，则RCB=0，则上式可写成：
RJA=RJC+RBA
散热的计算公式
若结温为TJ、环境温度为TA、LED的功耗为PD, 则RJA与TJ、TA及PD的关系为：
RJA=（TJ－TA）/PD (1)
式中PD的单位是W。PD与LED的正向压降VF及LED的正向电流IF的关系为：
PD=VF×IF (2)
如果已测出LED散热垫的温度TC，则(1)式可写成：
RJA=(TJ－TC)/PD+(TC－TA)/PD
则RJC=(TJ－TC)/PD (3)
RBA=(TC－TC)/PD (4)
在散热计算中，当选择了大功率LED后，从数据资料中可找到其RJC值；当确定LED的正向电流IF后，根据LED的VF可计算出PD；若已测出TC的温度，则按（3）式可求出TJ来。
在测TC前，先要做一个实验板（选择某种PCB、确定一定的面积）、焊上LED、输入IF电流，等稳定后，用K型热电偶点温度计测LED的散热垫温度TC。
在（4）式中，TC及TA可以测出，PD可以求出，则RBA值可以计算出来。
若计算出TJ来，代入（1）式可求出RJA。
这种通过试验、计算出TJ方法是基于用某种PCB及一定散热面积。如果计算出来的TJ小于要求（或等于）TJmax，则可认为选择的PCB及面积合适；若计算来的TJ大于要求的TJmax，则要更换散热性能更好的PCB，或者增加PCB的散热面积。
另外，若选择的LED的RJC值太大，在设计上也可以更换性能上更好并且RJC值更小的大功率LED，使满足计算出来的TJ≤TJmax。这一点在计算举例中说明。
计算举例
这里采用了NICHIA公司的测量TC的实例中取部分数据作为计算举例。已知条件如下：
LED：3W白光LED、型号MCCW022、RJC=16℃/W。K型热电偶点温度计测量头焊在散热垫上。
PCB试验板：双层敷铜板（40×40mm）、t=1.6mm、焊接面铜层面积1180mm2背面铜层面积1600mm2。
LED工作状态：IF=500mA、VF = 3.97V。
按图9用K型热电偶点温度计测TC，TC=71℃。测试时环境温度TA = 25℃.
1.TJ计算
TJ=RJC×PD+TC=RJC（IF×VF）+TC
TJ=16℃/W（500mA×3.97V）
+71℃=103℃
2.RBA计算
RJA=（TC－TA）/PD
=（71℃－25℃）/1.99W
=23.1℃/W
3.RJA计算
RJA=RJC+RBA
=16℃/W+23.1℃/W
=39.1℃/W
如果设计的TJmax=90℃，则按上述条件计算出来的TJ不能满足设计要求，需要改换散热更好的PCB或增大散热面积，并再一次试验及计算，直到满足TJ≤TJmax为止。
另外一种方法是，在采用的LED的RJC值太大时，若更换新型同类产品RJC=9℃/W(IF=500mA时VF=3.65V)，其他条件不变，TJ计算为：
TJ=9℃/W（500mA×3.65V）+71℃
=87.4℃
上式计算中71℃有一些误差，应焊上新的9℃/W的LED重新测TC（测出的值比71℃略小）。这对计算影响不大。采用了9℃/W的LED后不用改变PCB材质及面积，其TJ符合设计的要求
LED寿命与温度的关系 杭州虹谱光电科技有限公司一切事物都有发生、发展和消亡的过程，led也不例外，是有一定寿命的。早期的LED只是手电筒、台灯这类的礼品，用的时间不长，寿命问题不突出。但是现在LED已经开始广泛地用于室外和室内的照明之中，尤其是大功率的LED路灯，其功率大、发热高、工作时间长，寿命问题就十分突出。过去认为LED寿命一定就是10万小时的神话似乎彻底破灭了。那么到底问题出在哪里呢？ 假如不考虑电源和驱动的故障，LED的寿命表现为它的光衰，也就是时间长了，亮度就越来越暗，直到最后熄灭。通常定义衰减30%的时间作为其寿命。 那么LED的寿命能不能预测呢？这个问题无法简单地回答，需要从头讲起。 1、LED的光衰 大多数白色LED是由蓝色LED照射黄色荧光粉而得到的。引起LED光衰的主要原因有两个，一个是蓝光LED本身的光衰，蓝光LED的光衰远比红光、黄光、绿光LED要快。还有一个是荧光粉的光衰，荧光粉在高温下的衰减十分严重。各种品牌的LED它的光衰是不同的。通常LED的厂家能够给出一套标准的光衰曲线来。例如美国Cree公司的光衰曲线就如图1所示。 图1. Cree公司的LED的光衰曲线 从图中可以看出，LED的光衰是和它的结温有关，所谓结温就是半导体PN结的温度，结温越高越早出现光衰，也就是寿命越短。从图上可以看出，假如结温为105度，亮度降至70%的寿命只有一万多小时，95度就有2万小时，而结温降低到75度，寿命就有5万小时，65度时更可以延长至9万小时。所以延长寿命的关键就是要降低结温。不过这些数据只适合于Cree的LED。并不适合于其他公司的LED。例如Lumiled公司的LuxeonK2的光衰曲线就如图2所示。
致谢 在即将完成两年半的硕士学业之际，在此首先要感谢导师牟同升老师对我的悉心指导。在硕士论文期间的每一次进步，都凝聚着牟老师的心血帮助指导。无论从学习、到工作，始终都得到导师的悉心指导和亲切关怀，使我受益颇多。牟老师严谨的治学态度、高尚的师德、活跃的学术思想，牟老师一丝不苟的科研作风以及勇于创新的精神，都将成为我毕生学习的楷模。在此，谨对导师两半年来的辛勤培养和无私的关怀表示由衷的敬意和深深的感谢。 在我硕士课程学习期间，我还得到了浙江大学信息工程学院光电系白剑、沈永行、何建军、李海峰、杨甬英、王晓萍、王秀萍等老师以及李莉、奚海燕、管信等同学还有浙大三色有限公司虞建栋、李俊凯等多位同事的无私帮助。他们热情的指导、有益的启发，对我硕士期间学习有很大促进和帮助。 感谢两年半以来一直关心和帮助过我的学院各位领导、老师，还有其他的师兄师姐。
摘要 发光二极管(LED)由于其节能效率高、寿命长、可靠性高等特点，十分符合当前低碳经济的要求，在许多领域特别是半导体照明领域中得到广泛应用。然而LED器件的热特性检测和散热是一个突出的问题，如何保持LED的结温在允许范围内，使LED始终获得稳定的光输出和维持正常的器件寿命，一直是一个当前急待解决的课题。 本文在充分调研大功率LED的结温测量方法基础上，重点研究了LED结温K系数测量方法降低测量噪声的措施以及产生的效果；同时还重点研究了脉冲电流法，该方法通过给被测LED器件注入方波电流脉冲，脉冲的电流幅度与实际额定工作电流相等，分别测量该LED器件在不同温度下的正向电压，获得正向电压与温度的敏感度系数S。因此，在实际应用中，只要直接测量LED在额定工作电流下的正向结电压，利用温度敏感系数就可得到此时LED的结温。文章重点研究了方波电流的脉宽对结温测量精度的影响，通过对12μs、24μs、50μs、100μs、150μs几种脉冲的研究，得出要使脉冲电流对结温的测量影响小于1℃，脉冲宽度控制在几个到十几个μs数量级上。文章还对脉冲电流法用于LED器件热容的测量进行了初步探索。 本文在实验论证基础上，提出了脉冲电流式LED的结温测量仪器的雏形结构，希望能为LED的结温测量有所贡献。 关键词：LED结温、噪声、脉冲电流法，热容
电压法LED结温及热阻测试原理分析 发布日期：2010-08-01 来源： 关键字： 近年来,由于功率型LED 光效提高和价格下降使LED 应用于照明领域数量迅猛增长,从各种景观照明、户外照明到普通家庭照明,应用日益广泛。LED 应用于照明除了节能外,长寿命也是其十分重要的优势。目前由于LED 热性能原因,LED 及其灯具不能达到理想的使用寿命;LED 在工作状态时的结温直接关系到其寿命和光效;热阻则直接影响LED 在同等使用条件下 LED 的结温;LED 灯具的导热系统设计是否合理也直接影响灯具的寿命。因此功率型 LED 及其灯具的热性能测试 ,对于 LED 的生产和应用研发都有十分直接的意义。以下将简述LED 及其灯具的主要热性能指标,电压温度系数K、结温和热阻的测试原理、测试设备、测试内容和测试方法,以供LED 研发、生产和应用企业参考。 一、电压法测量 LED 结温的原理 LED 热性能的测试首先要测试 LED 的结温,即工作状态下 LED 的芯片的温度。关于LED 芯片温度的测试,理论上有多种方法,如红外光谱法、波长分析法和电压法等等。目前实际使用的是电压法。1995 年 12 月电子工业联合会/电子工程设计发展联合会议发布的> 标准对于电压法测量半导体结温的原理、方法和要求等都作了详细规范。 电压法测量LED 结温的主要思想是：特定电流下 LED 的正向压降 Vf 与 LED 芯片的温度成线性关系,所以只要测试到两个以上温度点的Vf 值,就可以确定该 LED 电压与温度的关系斜率,即电压温度系数 K 值,单位是 mV/°C 。K 值可由公式K=ㄓVf/ㄓTj 求得。K 值有了,就可以通过测量实时的 Vf 值,计算出芯片的温度(结温)Tj 。为了减小电压测量带来的误差,> 标准规定测量系数 K 时,两个温度点温差应该大于等于50 度。对于用电压法测量结温的仪器有几个基本的要求：A、电压法测量结温的基础是特定的测试电流下的 Vf 测量,而 LED 芯片由于温度变化带来的电压变化是毫伏级的,所以要求测试仪器对电压测量的稳定度必须足够高,连续测量的波动幅度应小于 1mV 。 B、这个测试电流必须足够小,以免在测试过程中引起芯片温度变化;但是太小时会引起电压测量不稳定,有些LED 存在匝流体效应会影响 Vf 测试的稳定性,所以要求测试电流不小于 IV 曲线的拐点位置的电流值。
LED是个光电器件，其工作过程中只有15%～25%的电能转换成光能，其余的电能几乎都转换成热能，使LED的温度升高。在大功率LED中，散热是个大问题。例如，1个10W 白光LED若其光电转换效率为20%，则有8W的电能转换成热能，若不加散热措施，则大功率LED的器芯温度会急速上升，当其结温（TJ）上升超过最大允许温度时（一般是150℃），大功率LED会因过热而损坏。因此在大功率LED灯具设计中，最主要的设计工作就是散热设计。 另外，一般功率器件（如电源IC）的散热计算中，只要结温小于最大允许结温温度（一般是125℃）就可以了。但在大功率LED散热设计中，其结温TJ要求比125℃低得多。其原因是TJ对LED的出光率及寿命有较大影响：TJ越高会使LED的出光率越低，寿命越短。 K2系列白光LED的结温TJ与相对出光率的关系。在TJ=25℃时，相对出光率为1； TJ=70℃时相对出光率降为0.9；TJ=115℃时，则降到0.8了。 ：TJ=50℃时，寿命为90000小时；TJ=80℃时，寿命降到34000小时；TJ=115℃时，其寿命只有13300小时了。TJ在散热设计中要提出最大允许结温值TJmax,实际的结温值TJ应小于或等于要求的TJmax,即TJ≤TJmax。 大功率LED的散热路径. 大功率LED在结构设计上是十分重视散热的。图2是Lumiled公司K2系列的内部结构、图3是NICHIA公司NCCW022的内部结构。从这两图可以看出：在管芯下面有一个尺寸较大的金属散热垫，它能使管芯的热量通过散热垫传到外面去。 大功率LED是焊在印制板（PCB）上的，如图4所示。散热垫的底面与PCB的敷铜面焊在一起，以较大的敷铜层作散热面。为提高散热效率，采用双层敷铜层的PCB，其正反面图形如图5所示。这是一种最简单的散热结构。 热是从温度高处向温度低处散热。大功率LED主要的散热路径是：管芯→散热垫→印制板敷铜层→印制板→环境空气。若LED的结温为TJ，环境空气的温度为TA,散热垫底部的温度为Tc（TJ＞Tc＞TA），散热路径如图6所示。 在热的传导过程中，各种材料的导热性能不同，即有不同的热阻。若管芯传导到散热垫底面的热阻为RJC（LED的热阻）、散热垫传导到PCB面层敷铜层的热阻为RCB、PCB传导到环境空气的热阻为RBA,则从管芯的结温TJ传导到空气TA的总热阻RJA与各热阻关系为： RJA=RJC+RCB+RBA 各热阻的单位是℃/W。
LED灯珠光衰测试方法 1、LED的光衰 大多数白色LED是由蓝色LED照射黄色荧光粉而得到的。引起LED光衰的主要原因有两个，一个是蓝光LED本身的光衰，蓝光LED的光衰远比红光、黄光、绿光LED要快。还有一个是荧光粉的光衰，荧光粉在高温下的衰减十分严重。各种品牌的LED它的光衰是不同的。通常LED的厂家能够给出一套标准的光衰曲线来。例如美国Cree公司的光衰曲线就如图1所示。 从图中可以看出，LED的光衰是和它的结温有关，所谓结温就是半导体PN结的温度，结温越高越早出现光衰，也就是寿命越短。从图上可以看出，假如结温为105度，亮度降至70％的寿命只有一万多小时，95度就有2万小时，而结温降低到75度，寿命就有5万小时，65度时更可以延长至9万小时。
所以延长寿命的关键就是要降低结温。不过这些数据只适合于Cree的LED。并不适合于其他公司的LED。例如Lumiled公司的LuxeonK2的光衰曲线就如图2所示。 当结温从115℃提高到135℃，就会使寿命从50,000小时降低到20,000小时。其他各家公司的光衰曲线应当可以向原厂索取。 2、如何才能延长LED的寿命 由图中可以得出结论，要延长其寿命的关键是要降低其结温。而降低结温的关键就是要有好的散热器。能够及时地把LED产生的热散发出去。
在这里我们不准备讨论如何设计散热器的问题，而是要讨论哪一个散热器的散热效果相对比较好的问题。实际上，这是一个结温的测量问题，假如我们能够测量任何一种散热器所能达到的结温，那么不但可以比较各种散热器的散热效果，而且还能知道采用这种散热器以后所能实现的LED寿命。 3、如何测量结温 结温看上去是一个温度测量问题，可是要测量的结温在LED的内部，总不能拿一个温度计或热电偶放进PN结来测量它的温度。当然它的外壳温度还是可以用热电偶测量的，然后根据给出的热阻Rjc（结到外壳），可以推算出它的结温。但是在安装好散热器以后，问题就又变得复杂起来了。因为通常LED 是焊接到铝基板，而铝基板又安装到散热器上，假如只能测量散热器外壳的温度，那么要推算结温就必须知道很多热阻的值。包括Rjc（结到外壳），Rcm（外壳到铝基板，其实其中还应当包括薄膜印制版的热阻），Rms（铝基板到散热器），Rsa（散热器到空气），其中只要有一个数据不准确就会影响测试的准确度。图3给出了LED到散热器各个热阻的示意图。其中合并了很多热阻，使得其精确度更加受到限制。也就是说，要从测得的散热器表面温度来推测结温的精确度就更差。
分析LED结温的成因及如何降低结温 1、什么是led的结温? 赛德利认为LED的基本结构是一个半导体的P—N结。实验指出，当电流流过LED元件时，P—N结的温度将上升，严格意义上说，就把P—N结区的温度定义为LED结温。通常由于元件芯片均具有很小的尺寸，因此我们也可把LED芯片的温度视之为结温。 2、产生LED结温的原因有哪些? 在LED工作时，可存在以下五种情况促使结温不同程度的上升： a、元件不良的电极结构，视窗层衬底或结区的材料以及导电银胶等均存在一定的电阻值，这些电阻相互垒加，构成LED元件的串联电阻。当电流流过P—N结时，同时也会流过这些电阻，从而产生焦耳热，引致芯片温度或结温的升高。 b、由于P—N结不可能极端完美，元件的注人效率不会达到100%，也即是说，在LED 工作时除P区向N区注入电荷(空穴)外，N区也会向P区注人电荷(电子)，一般情况下，后一类的电荷注人不会产生光电效应，而以发热的形式消耗掉了。即使有用的那部分注入电荷，也不会全部变成光，有一部分与结区的杂质或缺陷相结合，最终也会变成热。 c、实践证明，出光效率的限制是导致LED结温升高的主要原因。目前，先进的材料生长与元件制造工艺已能使LED极大多数输入电能转换成光辐射能，然而由于LED芯片材料与周围介质相比，具有大得多的折射係数，致使芯片内部产生的极大部分光子(>90%)无法顺利地溢出介面，而在芯片与介质介面产生全反射，返回芯片内部并通过多次内部反射最终被芯片材料或衬底吸收，并以晶格振动的形式变成热，促使结温升高。 d、显然，LED元件的热散失能力是决定结温高低的又一个关键条件。散热能力强时，结温下降，反之，散热能力差时结温将上升。由于环氧胶是低热导材料，因此P—N结处产生的热量很难通过透明环氧向上散发到环境中去，大部分热量通过衬底、银浆、管壳、环氧粘接层，PCB与热沉向下发散。显然，相关材料的导热能力将直接影响元件的热散失效率。一个普通型的LED，从P—N结区到环境温度的总热阻在300到600℃/w之间，对于一个具有良好结构的功率型LED元件，其总热阻约为15到30℃/w。巨大的热阻差异表明普通型LED元件只能在很小的输入功率条件下，才能正常地工作，而功率型元件的耗散功率可大到瓦级甚至更高。 3、降低LED结温的途径有哪些? a、减少LED本身的热阻; b、良好的二次散热机构; c、减少LED与二次散热机构安装介面之间的热阻;
LED结温知识讲解 1、什么是LED的结温？ LED的基本结构是一个半导体的P-N结。实验指出，当电流流过LED元件时，P-N结的温度将上升，严格意义上说，就把P-N结区的温度定义为LED的结温。通常由于元件芯片均具有很小的尺寸，因此我们也可把LED芯片的温度视之为结温。 发光二极管（LED）由于其亮度高、功耗低、寿命长、可靠性高、易驱动、节能、环保等特点，已被广泛应用于交通、广告和仪器仪表的显示中，现已在特殊照明中获得应用[1][2],并将成为普通照明中的主要光源[3].目前世界上生产和使用LED呈现急速上升的趋势，但是LED存在发热现象，随着LED的工作时间和工作电流的增加，其发光强度和光通量会下降，寿命降低，对白光还会导致激发效率的下降[4],这主要是由于LED结温升高导致的。2002年Hongetal.[5]研究结果表明，AlGaInP红色LEDs的峰值波长的偏移与结温的变化存在线性关系。对于白光LED,随着结温的增加，LED发出黄光和蓝光的强度以不同的速率下降，白光LED的总能量和蓝光能量比率（W/B）与结温存在关系。 2、产生LED结温的原因有哪些？ 在LED工作时，可存在以下五种情况促使结温不同程度的上升： a、元件不良的电极结构，视窗层衬底或结区的材料以及导电银胶等均存在一定的电阻值，这些电阻相互垒加，构成LED元件的串联电阻。当电流流过P-N结时，同时也会流过这些电阻，从而产生焦耳热，引致芯片温度或结温的升高。 b、由于P-N结不可能极端完美，元件的注人效率不会达到100%,也即是说，在LED工作时除P区向N 区注入电荷（空穴）外，N区也会向P区注人电荷（电子），一般情况下，后一类的电荷注人不会产生光电效应，而以发热的形式消耗掉了。即使有用的那部分注入电荷，也不会全部变成光，有一部分与结区的杂质或缺陷相结合，最终也会变成热。 c、实践证明，出光效率的限制是导致LED结温升高的主要原因。目前，先进的材料生长与元件制造工艺已能使LED极大多数输入电能转换成光辐射能，然而由于LED芯片材料与周围介质相比，具有大得多的折射係数，致使芯片内部产生的极大部分光子（>90%）无法顺利地溢出介面，而在芯片与介质介面产生全反射，返回芯片内部并通过多次内部反射最终被芯片材料或衬底吸收，并以晶格振动的形式变成热，促使结温升高。 d、显然，LED元件的热散失能力是决定结温高低的又一个关键条件。散热能力强时，结温下降，反之，散热能力差时结温将上升。由于环氧胶是低热导材料，因此P-N结处产生的热量很难通过透明环氧向上散发到环境中去，大部分热量通过衬底、银浆、管壳、环氧粘接层，PCB与热沉向下发散。显然，相关材料的导热能力将直接影响元件的热散失效率。一个普通型的LED,从P-N结区到环境温度的总热阻在300到600℃/w之间，对于一个具有良好结构的功率型LED元件，其总热阻约为15到30℃/w.巨大的热阻差异表明普通型LED元件只能在很小的输入功率条件下，才能正常地工作，而功率型元件的耗散功率可大到瓦级甚至更高。 3、降低LED结温的途径有哪些？
LED的结温计算 LED的PN结结温主要影响LED光通量和寿命，本文用电压法对直插LED，食人鱼LED和大功率LED的结温和热阻进行了实验研究。在测量LED结温的同时，研究它的光谱变化，色光LED峰值波长的偏移与其结温存在线性关系，白光LED的总能量和蓝光能量比率（W/B）的变化与结温也存在线性的关系。 LED存在发热现象，随着LED的工作时间和工作电流的增加，其发光强度和光通量会下降，寿命降低，对白光还会导致激发效率的下降，这主要是由于LED结温升高导致的。对于白光LED，随着结温的增加，LED发出黄光和蓝光的强度以不同的速率下降,白光LED的总能量和蓝光能量比率（W/B）与结温存在关系。 首先对LED的结温进行研究，由此可得到LED的热阻。然后在测量结温的同时，测量LED光谱变化，可以得出LED的PN结结温与色光LED峰值波长或白光LED的白色/蓝色能量比（W/B）之间存在一定的关系。因此可以采用非接触式方法来进行结温的测量。 测量原理 LED的结温是影响发光二极管各项性能指标的一个重要因素，测量LED结温的方法可用通过测量在不同环境温度下LED的正向电压的大小来得到。实验原理如图1所示，被测LED置于积分球内，积分球放在恒温箱的中间，积分球内的光经石英光纤导入SSP3112快速光谱分析仪，可以快速测取LED的峰值波长或W/B比率。将热电偶与LED管脚紧密接触，用测温仪读取不同加热电流和不同环境温度下的管脚温度。恒温箱的温度范围为0℃-150℃，精度 1℃。PC机通过高速开关控制对LED的加热电流(IF)和参考电流(IFR)，并测量IF和IFR下的VF和VFR。 热是从温度高处向温度低处散热。大功率LED主要的散热路径是：管芯→散热垫→印制板敷铜层→印制板→环境空气。若LED的结温为T J，环境空气的温度为T A,散热垫底部的温度为T c（T J＞T c＞T A。
LED应用于除了节能外，长寿命也是其十分重要的优势。目前由于LED热性能原因，LED及其不能达到理想的使用寿命；LED在工作状态时的结温直接关系到其寿命和光效；热阻则直接影响LED在同等使用条件下LED的结温；LED灯具的导热系统设计是否合理也直接影响灯具的寿命。因此功率型LED及其灯具的热性能测试，对于LED的生产和应用研发都有十分直接的意义。 电压法测量LED结温的原理 LED热性能的测试首先要测试LED的结温，即工作状态下LED的芯片的温度。关于LED芯片温度的测试，理论上有多种方法，如红外光谱法、波长分析法和电压法等等。目前实际使用的是电压法。1995年12月电子工业联合会/电子工程设计发展联合会议发布的>标准对于电压法测量半导体结温的原理、方法和要求等都作了详细规范。 电压法测量LED结温的主要思想是：特定电流下LED的正向压降Vf与LED芯片的温度成线性关系，所以只要测试到两个以上温度点的Vf值，就可以确定该LED电压与温度的关系斜率，即电压温度系数K值，单位是mV/°C.K值可由公式K=ㄓVf/ㄓTj求得。K值有了，就可以通过测量实时的Vf值，计算出芯片的温度Tj.为了减小电压测量带来的误差，>标准规定测量系数K时，两个温度点温差应该大于等于50度。对于用电压法测量结温的仪器有几个基本的要求： A、电压法测量结温的基础是特定的测试电流下的Vf测量，而LED芯片由于温度变化带来的电压变化是毫伏级的，所以要求测试仪器对电压测量的稳定度必须足够高，连续测量的波动幅度应小于1mV. B、这个测试电流必须足够小，以免在测试过程中引起芯片温度变化；但是太小时会引起电压测量不稳定，有些LED存在匝流体效应会影响Vf测试的稳定性，所以要求测试电流不小于IV曲线的拐点位置的电流值。 C、由于测试LED结温是在工作条件下进行的，从工作电流降到测试电流的过程必须足够快和稳定，Vf测试的时间也必须足够短，才能保证测试过程不会引起结温下降。 在测量瞬态和稳态条件的结温的基础上，可以根据下面公式算出LED相应的热阻值： Rja=ㄓT/P=/P 其中Ta是系统内参考点的温度，Tj是结温，P是使芯片发热的功率对于LED可以认为就是LED电功率减去发光功率。由于LED的封装方式不同，安装使用情况不同，对热阻的定义有差别，测试时需要相应的和夹具配套。SEMI的标准中定义了两种热阻值，Rja和Rjb,其中：Rja是测量在自然对流或强制对流条件下从芯片接面到大气中的热传导，情形如图一所示。 图一 Rja在标准规范的条件下测量，可用于比较不同封装散热的情况。 Rjb是指在自然对流以及风洞环境下由芯片接面传到下方测试板部分热传时所产生的热阻，可用于由板温去预测结温。见图二 图二 大功率LED封装都带基板，绝大部分热从基板通过散热板散发，测量LED热阻主要是指LED 芯片到基板的热阻。与Rjc的情况更加接近。见图三
LED灯条灯泡的结温测量 上海力兹照明电气有限公司 汪钢 赵正之 用LED灯条做成的普泡形灯泡，不需加透镜既能实现360度全角度的光源，使人回归传统的白炽灯的感觉。LED灯条灯具有多项应用优势，在市场上刮起了一股不小的旋风，正快速地被用户所接受。LED灯条灯把传统钨丝球泡灯制造技术与LED新兴技术相结合，使用玻璃泡充气技术，把LED灯条密闭在玻璃球泡内，并在内填充混合气体，使其起到散热作用，以达到降低LED结温，减少光衰，延长寿命的目的。 工作状态下LED 灯条的结温是影响各项性能指标的主要因素，这也是严重影响LED光衰和使用寿命的关键因素，而这些参数对普通照明而言都是极其重要的照明质量评价指标，这已经是在照明业界达成的共识。 LED灯条灯把LED灯条密闭在充有混合气体的玻璃球泡内，仅有正负极两根导线引出密封玻壳外与驱动电源相连，用什么方法测试LED灯条灯结温？测量常用有管脚测温法、红外成像法、电压法等。显然管脚法因为无法把热电偶粘接到密闭的玻璃球泡内的LED灯条上而不能测温；红外成像法因无法透过玻璃外壳探测到LED灯条表面的温度也不能使用；而电压法则可以解决测试的难题。最近笔者用以电压法为测试原理的LEDT－300B型整灯热管理系统，对某公司制造的一款LED灯条灯泡进行了测量分析，得到多项有趣的数据，与大家分享。见下图： 图1 测试原理：电压法，先对样品LED灯条做K线定标，获取温度T与灯条Vf值的对应关系；然后使用自带驱动器点亮被测样品灯为加热源，点亮灯泡后，实时连续测得结温相对时间的变化值，在计算机界面上用连续曲线绘制，同时绘制粘接在玻壳上一热电偶的参考点温度和环境温度曲线。 从上图中我们看到灯泡点亮后（第一时段）灯泡内LED结温逐步升高，到达平稳时温度读数为122℃。我们把试验继续进行下去，此时人为地破坏封泡口，把在壳内混合气体放掉，内部回到大气压，图中可以看到结温曲线开始上升（第二时段），逐渐达到新的稳定平台，这时结温达到160℃，结温显然过高。从上图中可以看到，在整个实验过程中环境温度基本在26℃上下，而玻壳表面参考点温度在两种试验状态下基本保持在40℃左右。 从这个实验中我们可以看到以下几方面的现象： 1，在环境温度为26℃时，正常点亮后的结温为122℃，当环境温度上升到40℃甚至更高时，结温就可能高达140℃以上，这样的结温是高还是低？对光衰——寿命有什么样的影响？我们认为这可能取决于以下几方面，既LED灯条所设计的产品允许结温；光衰——寿命试验（即寿试）所取得的数据。 2，第二时段，抽（充）气管被破坏，壳内的混合气体被空气取代之后，结温上升到160
LED的结温 接触大功率LED已经很多年了，最近因为和日本日亚打交道，我又发现了一个可能被忽视的事实。那就是LED核心结温对光通量的影响是巨大的。我们通常说，CREE XML2 U2级是在700mA电流下发出300-320Lm 光通量,于此对应，U2 bin 的最大光通量对应的是3000mA时约是1070lm,因此很多玩家说满载的U2光通量达到1100流明。我们这些DIY卖家都这样标称自己的产品，当然了，某些淘宝卖家号称2000流明的也有在此不讨论。 但是上述标称必须有一个前提，那就是LED结温是25度。CREE的规格书也是写的在25摄氏度下的光通量。但是，显而易见，咱们手电上用LED的主动散热方案，怎么降温也不可能让LED在25度下工作的。一般如果达成热平衡后，外壳都有40度以上的温升。那么，外壳就有60度了，那么，LED核心的结温是多少呢？我认为不低于100度。 那么，100度和25度结温下，LED光通量到底有多大区别？请看日本人做的模型。这一点我还是很佩服日本人的，做事很谨慎，严谨。他们标称的光通量都是对应实际结温的。
请看上表是2种规格的LED，在25度结温时候，2000毫安电流下的光通量分别达到535和406流明。再看下表，120度结温情况下的：
在120摄氏度的结温的情况下，2000mA下最大光通量已经下降为431和328流明。 经过对比，我们可得知，在120度时候，2000mA电流下的光通量已经下降到25摄氏度的431/535*100%=81.3%, 328/406*100%=80.7%. 因此,实际上,在手电上使用的时候,我们得到的光通量可能只有标称值得80%! 这一事实可能长期为大家忽视,标称1000流明的LED,最终使用时候可能只有800流明.以此类推. 对比不同结温下的数值,也可以得到LED光通量和结温温度的线性关系,那就是其他条件相同时,核心结温越高,光通量越
LED结温， 什么是LED结温 ，哪些原因产生LED结温， 降低LED结温的途径又有哪些？下文将详细进行分析 1、什么是LED的结温？ LED的基本结构是一个半导体的P-N结。实验指出，当电流流过LED元件时，P-N结的温度将上升，严格意义上说，就把P-N结区的温度定义为LED 的结温。通常由于元件芯片均具有很小的尺寸，因此我们也可把LED芯片的温度视之为结温。 2、产生LED结温的原因有哪些？ 在LED工作时，可存在以下五种情况促使结温不同程度的上升： a、元件不良的电极结构，视窗层衬底或结区的材料以及导电银胶等均存在一定的电阻值，这些电阻相互垒加，构成LED元件的串联电阻。当电流流过P-N结时，同时也会流过这些电阻，从而产生焦耳热，引致芯片温度或结温的升高。 b、b、由于P-N结不可能极端完美，元件的注人效率不会达到100%,也即是说，在LED 工作时除P区向N区注入电荷（空穴）外，N区也会向P区注人电荷（电子），一般情况下，后一类的电荷注人不会产生光电效应，而以发热的形式消耗掉了。即使有用的那部分注入电荷，也不会全部变成光，有一部分与结区的杂质或缺陷相结合，最终也会变成热。 c、c、实践证明，出光效率的限制是导致LED结温升高的主要原因。目前，先进的材料生长与元件制造工艺已能使LED极大多数输入电能转换成光辐射能，然而由于LED芯片材料与周围介质相比，具有大得多的折射?数，致使芯片内部产生的极大部分光子（>90%）无法顺利地溢出介面，而在芯片与介质介面产生全反射，返回芯片内部并通过多次内部反射最终被芯片材料或衬底吸收，并以晶格振动的形式变成热，促使结温升高。 d、d、显然，LED元件的热散失能力是决定结温高低的又一个关键条件。散热能力强时，结温下降，反之，散热能力差时结温将上升。由于环氧胶是低热导材料，因此P-N结处产生的热量很难通过透明环氧向上散发到环境中去，大部分热量通过衬底、银浆、管壳、环氧粘接层，PCB与热沉向下发散。显然，相关材料的导热能力将直接影响元件的热散失效率。一个普通型的LED,从P-N结区到环境温度的总热阻在300到600℃/w之间，对于一个具有良好结构的功率型LED元件，其总热阻约为15到30℃/w.巨大的热阻差异表明普通型LED 元件只能在很小的输入功率条件下，才能正常地工作，而功率型元件的耗散功率可大到瓦级甚至更高。 3、降低LED结温的途径有哪些？ a、减少LED本身的热阻； b、良好的二次散热机构； c、减少LED与二次散热机构安装介面之间的热阻； d、控制额定输入功率； e、降低环境温度LED的输入功率是元件热效应的唯一来源，能量的一部分变成了辐射光能，其?部分最终均变成了热，从而抬升了元件的温度。显然，减小LED温升效应的主要方法，一是设法提高元件的电光转换效率（又称外量子效率），使尽可能多的输入功率转变成光能，另一个重要的途径是设法提高元件的热散失能力，使结温产生的热，通过各种途径散发到周围环境中去。 led怕高温的，他的结温是125度，led最高承受温度在80来度，整灯外壳温度一般会要求小于65度，呵呵温度越低越好，大功率的温度一般在80度都是很正常的,当工作时散热不理想使结温升高后，电压小幅变大，导致电流变大，甚至烧坏内部金线。解决办法是LED采用
分析LED结温的成因及如何降低结温 时间：2011-09-21浏览547次【字体：大中小】我来说两句 1、什么是led的结温? LED的基本结构是一个半导体的P—N结。实验指出，当电流流过LED元件时，P—N结的温度将上升，严格意义上说，就把P—N结区的温度定义为LED结温。通常由于元件芯片均具有很小的尺寸， 因此我们也可把LED芯片的温度视之为结温。 2、产生LED结温的原因有哪些? 在LED工作时，可存在以下五种情况促使结温不同程度的上升： a、元件不良的电极结构，视窗层衬底或结区的材料以及导电银胶等均存在一定的电阻值，这些电阻相互垒加，构成LED元件的串联电阻。当电流流过P—N结时，同时也会流过这些电阻，从而产生焦 耳热，引致芯片温度或结温的升高。 b、由于P—N结不可能极端完美，元件的注人效率不会达到100%，也即是说，在LED工作时除P区向N区注入电荷(空穴)外，N区也会向P区注人电荷(电子)，一般情况下，后一类的电荷注人不会产生光电效应，而以发热的形式消耗掉了。即使有用的那部分注入电荷，也不会全部变成光，有一部分与 结区的杂质或缺陷相结合，最终也会变成热。 c、实践证明，出光效率的限制是导致LED结温升高的主要原因。目前，先进的材料生长与元件制造工艺已能使LED极大多数输入电能转换成光辐射能，然而由于LED芯片材料与周围介质相比，具有大得多的折射係数，致使芯片内部产生的极大部分光子(>90%)无法顺利地溢出介面，而在芯片与介质介面产生全反射，返回芯片内部并通过多次内部反射最终被芯片材料或衬底吸收，并以晶格振动的形式变成热， 促使结温升高。 d、显然，LED元件的热散失能力是决定结温高低的又一个关键条件。散热能力强时，结温下降，反之，散热能力差时结温将上升。由于环氧胶是低热导材料，因此P—N结处产生的热量很难通过透明环氧向上散发到环境中去，大部分热量通过衬底、银浆、管壳、环氧粘接层，PCB与热沉向下发散。显然，相关材料的导热能力将直接影响元件的热散失效率。一个普通型的LED，从P—N结区到环境温度的总热阻在300到600℃/w之间，对于一个具有良好结构的功率型LED元件，其总热阻约为15到30℃/w。巨大的热阻差异表明普通型LED元件只能在很小的输入功率条件下，才能正常地工作，而功率型元件的耗散功率 可大到瓦级甚至更高。 3、降低LED结温的途径有哪些? a、减少LED本身的热阻; b、良好的二次散热机构; c、减少LED与二次散热机构安装介面之间的热阻; d、控制额定输入功率; e、降低环境温度 LED的输入功率是元件热效应的唯一来源，能量的一部分变成了辐射光能，其餘部分最终均变成了热，从而抬升了元件的温度。显然，减小LED温升效应的主要方法，一是设法提高元件的电光转换效率(又称外量子效率)，使尽可能多的输入功率转变成光能，另一个重要的途径是设法提高元件的热散失能力，使结温产生的热，通过各种途径散发到周围环境中去。
温度对LED的影响分析 led(Light Emitting Diode：发光二极管) 作为第四代光源，因其节能、环保、长寿命等优点极具发展前景。但因为LED对温度极为敏感，结温升高会影响LED的寿命、光效、光色(波长)、色温、光形(配光)以及正向电压、最大注入电流、光度、色度、电气参数以及可靠性等。本文详细分析了温度升高对LED各光电参数及可靠性的影响，以利于LED芯片和LED 照明产品的设计开发。 一、温度过高会对LED造成永久性破坏 (1)LED工作温度超过芯片的承载温度将会使LED的发光效率快速降低，产生明显的光衰，并造成损坏; (2)LED多以透明环氧树脂封装，若结温超过固相转变温度(通常为125℃)，封装材料会向橡胶状转变并且热膨胀系数骤升，从而导致LED开路和失效。 二、温度升高会缩短LED的寿命 LED的寿命表现为它的光衰，也就是时间长了，亮度就越来越低，直到最后熄灭。通常定义LED光通量衰减30%的时间为其寿命。 通常造成LED光衰的原因有以下几方面： (1)LED芯片材料内存在的缺陷在较高温度时会快速增殖、繁衍，直至侵入发光区，形成大量的非辐射复合中心，严重降低LED的发光效率。 另外，在高温条件下，材料内的微缺陷及来自界面与电板的快扩杂质也会引入发光区，形成大量的深能级，同样会加速LED器件的光衰[1]。 (2)高温时透明环氧树脂会变性、发黄，影响其透光性能，工作温度越高这种过程将进行得越快，这是LED光衰的又一个主要原因。 (3)荧光粉的光衰也是影响LED光衰的一个主要原因，因为荧光粉在高温下的衰减十分严重。 所以，高温是造成LED光衰，缩短LED寿命的主要根源。 不同品牌LED的光衰是不同的，通常LED厂家会给出一套标准的光衰曲线。例如Philips Lumiled公司的Luxeon K2的光衰曲线如图1所示，当结温从115℃提高到135℃，其寿命就会从50，000小时缩短到20，000小时。 图1 Lumiled Luxeon K2的光衰曲线
测量LED结温电压法还是热阻法 夏俊峰 2012.03.29 这里先要说明，本文的目的不是搞纯理论研究，是从实际应用出发，来为大家讲解可行的方法。 现在很多人都认识到，做LED应用产品，不能通过灯具外壳的温度来判断LED芯片的具体温度了，重要的还是要得到LED芯片的具体温度。但是如何得到LED的结温值呢？ 测量PN结的结温，是不可能用温度探头直接去测量的。现在为一般人所知道的可以采用的方法有：热阻法、电压法、红外成像法。 红外成像法对我们一般人来讲，是不能做的，买不起那个设备或没有必要为几次测量去买。 即使采用红外成像法测试，也不见得就是准确的。因为，虽然可以对不同的温度成像，但要得到准确的具体温度值，还涉及到很多方面，最重要的就是材料的表面发射率问题。如果发射率设定的不准确，得到的温度值就不准确。在LED芯片表面，其材料也不是一种，因此，测量时按那个材料来设定发射率值，这就是问题。而且，它测量的是芯片表面的温度，是否能说是PN结的温度？也只能是近似而已。 那么，对我们这些搞产品应用的来讲，要想测量结温，以我们可能有的装备来讲，只能采用电压法和热阻法。但是，正如本文题目，是用电压法还是用热阻法？ 至于采用哪种方法，首先要搞清它们测量的原理。 电压法测量结温的原理 这部分的内容，我在“LED电压与结温关系的测量与应用问题”【1】一文中有讲，这里为了大家方便，将主要内容再做叙述。 根据半导体理论，PN结的电压与电流、温度有如下关系： V＝T·k（lnC·I+Eg）/q （1） 式中：C＝A q L p Nc Nv /τp N D （C中的参数，都是材料参数，一旦芯片制造完成，就不变了，我们在这里对它们不必深究，有兴趣的去学习半导体物理和晶体管原理方面的内容。） （1）式中，PN结电压不仅是温度的函数，还是电流的函数。而且跟电流的关系不是线性的，而是对数关系。这一点非常重要！这一点说明，在不同工作电流下，电压－温度关系是不同的。因此，我们要知道LED的结温，必须要指定是在那个电流下工作。或者说，我们的LED实际在那个电流下工作，就要用在那个电流下测试得到的电压－温度系数。 利用公式（1），我们可以采用固定电流的方式，利用一个恒温装置，将LED放入其内达到恒温。在不同的恒定温度下，通入工作电流，读取LED两端的电压。一般测量两到三个温度点的电压即可，由此即可计算出ΔV/ΔT，这就是在这个电流下的电压温度系数。 有人提出测量是温度跨度要50度以上，因为按照我们的实际条件及电压温度系数在LED的正常工作温度范围内都是线性关系，实际上没有必要这样做。（注意，我们是做实际应用，不是搞理论研究）。以我们通常的条件，环境温度是25度，要跨50度去测量，就要设定测试温度恒定在75度。而我们对LED的工作结温是设定在70度，测试75度以上有什么意义？（设定工作结温控制在70度，这个没有定论，我只是根据多年对LED的寿命测试和LED的温度测试结果自己总结的）。对于一般的LED灯具制造厂商，不可能有很好的可控温的实验室，只能在环境温度时、或做个简单的恒温装置。升温的容易做，降低到环境温度以下就不容易了。难道还非要等到环境温度比较低的季节再做测试？
LED 结温测试 （参考：LED 结温测试方法研究） 1. 红外热像法 2. 光谱法：利用LED 结温升高时，LED 的主波长或λp 就会向长波长漂移，其正法线方向的亮度B0也会下降，主波长会漂移。有实验数据表明当结温每升高10℃，则波长向长波漂移1nm. 3. 管脚温度法 4. 蓝白比法：利用芯片的蓝光发光与荧光粉发光随结温变化的不一致来确定结温。定义W 为光谱中整个白光的功率，B 为蓝光部分的功率，那么比值R=W/B 应该是结温的函数。 5. K 系数法： 初始电压是指LED 刚通电时测得的正向电压，初始结温是指刚通电时的结温，近似等于环境温度。在恒定电流（20mA ）改变环境温度（35-100℃）测量的情况下，初始电压与初始结温符合很强的线性关系。 通过测量正向电压确定结温 具体方法如下： （1） 测量温度系数K a. 将LED 置于温度为T A 的恒温箱中足够时间至热平衡，此时T jA =T A b. 用低电流（可以忽略其产生的热量对LED 的影响，如I f =0.1,1.0,5.0,10mA ）快速点测LED 的V fA c. 将LED 置于温度为T B (T B >T A 的恒温箱中足够时间至热平衡，此时T jB =T B d. 重复步骤b ，测得V fB e. 计算K A B fA fB jA jB fA fB T T V V T T V V K --=--= （2） 测量在输入电功率加热状态下的变化 a. 将LED 置于温度为T A 的恒温箱中，给LED 输入额定I F 使其产生自加热 b. 维持恒定加热电流I F 足够时间至LED 工作热平衡，此时V F 达到稳定，记录I F ，V F c. 迅速切换到测量电流源I f ，立即进行(l)之b 步骤，测量V f （3） 结温、热阻计算 fA f f V V V -=? K V V T fA f j -= 6. 脉冲电流法
2、产生LED结温的原因有哪些？ 在LED工作时，可存在以下五种情况促使结温不同程度的上升： a、元件不良的电极结构，视窗层衬底或结区的材料以及导电银胶等均存在一定的电阻值，这些电阻相互垒加，构成LED元件的串联电阻。当电流流过P—N结时，同时也会流过这些电阻，从而产生焦耳热，引致芯片温度或结温的升高。 b、由于P—N结不可能极端完美，元件的注人效率不会达到100％，也即是说，在LED 工作时除P区向N区注入电荷(空穴)外，N区也会向P区注人电荷(电子)，一般情况下，后一类的电荷注人不会产生光电效应，而以发热的形式消耗掉了。即使有用的那部分注入电荷，也不会全部变成光，有一部分与结区的杂质或缺陷相结合，最终也会变成热。 c、实践证明，出光效率的限制是导致LED结温升高的主要原因。目前，先进的材料生长与元件制造工艺已能使LED极大多数输入电能转换成光辐射能，然而由于LED芯片材料与周围介质相比，具有大得多的折射係数，致使芯片内部产生的极大部分光子(>90％)无法顺利地溢出介面，而在芯片与介质介面产生全反射，返回芯片内部并通过多次内部反射最终被芯片材料或衬底吸收，并以晶格振动的形式变成热，促使结温升高。 d、显然，LED元件的热散失能力是决定结温高低的又一个关键条件。散热能力强时，结温下降，反之，散热能力差时结温将上升。由于环氧胶是低热导材料，因此P—N结处产生的热量很难通过透明环氧向上散发到环境中去，大部分热量通过衬底、银浆、管壳、环氧粘接层，PCB与热沉向下发散。显然，相关材料的导热能力将直接影响元件的热散失效率。一个普通型的LED，从P—N结区到环境温度的总热阻在300到600℃／w之间，对于一个具有良好结构的功率型LED元件，其总热阻约为15到30℃／w。巨大的热阻差异表明普通型LED元件只能在很小的输入功率条件下，才能正常地工作，而功率型元件的耗散功率可大到瓦级甚至更高。 3、降低LED结温的途径有哪些？ a、减少LED本身的热阻； b、良好的二次散热机构； c、减少LED与二次散热机构安装介面之间的热阻；
1.LED的寿命可以预测吗？ 茅于海 一切事物都有发生、发展和消亡的过程，LED也不例外，是有一定寿命的。早期的LED只是手电筒、台灯这类的礼品，用的时间不长，寿命问题不突出。但是现在LED已经开始广泛地用于室外和室内的照明之中，尤其是大功率的LED 路灯，其功率大、发热高、工作时间长，寿命问题就十分突出。过去认为LED 寿命一定就是10万小时的神话似乎彻底破灭了。那么到底问题出在哪里呢？ 假如不考虑电源和驱动的故障，LED的寿命表现为它的光衰，也就是时间长了，亮度就越来越暗，直到最后熄灭。通常定义衰减30%的时间作为其寿命。 那么LED的寿命能不能预测呢？这个问题无法简单地回答，需要从头讲起。1．LED的光衰： 大多数白色LED是由蓝色LED照射黄色荧光粉而得到的。引起LED光衰的主要原因有两个，一个是蓝光LED本身的光衰，蓝光LED的光衰远比红光、黄光、绿光LED要快。还有一个是荧光粉的光衰，荧光粉在高温下的衰减十分严重。各种品牌的LED它的光衰是不同的。通常LED的厂家能够给出一套标准的光衰曲线来。例如美国Cree公司的光衰曲线就如图1所示。 图1. Cree公司的LED的光衰曲线 从图中可以看出，LED的光衰是和它的结温有关，所谓结温就是半导体PN结的温度，结温越高越早出现光衰，也就是寿命越短。从图上可以看出，假如结温为105度，亮度降至70%的寿命只有一万多小时，95度就有2万小时，而结温降低到75度，寿命就有5万小时，65度时更可以延长至9万小时。所以延长寿命的关键就是要降低结温。不过这些数据只适合于Cree的LED。并不适合于其他公司的LED。例如Lumiled公司的LuxeonK2的光衰曲线就如图2所示。