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发光二极管(简称LED)是一种半导体发光器件,由于其工作电压低、耗电量小、发光效率高、环保、寿命长等诸多优点,被视为新一代照明光源,成为近几年研究热点。随着LED的光效普遍超过100 lm/W,LED逐步从指示、显示领域走向通用照明领域。但还有一些技术难题需要去解决,如二次配光、驱动电路和散热。其中,散热问题对照明用LED灯具的影响最大。热量对LED的光效、电压、色温、可靠性、寿命等影响很大。正是基于这种原因,本论文从以下几个方而展开研究:
首先,选取了三种1 W功率型白光LED进行了变温测试,温度范围为-40～70℃。测试结果显示:LED的正向电压随温度的升高线性下降,不同材料的LED下降斜率不同。LED的光输出随温度的升高而降低,大致呈线性关系。同时,LED的峰值波长随温度的升高发生红移,LED色温随温度升高而上升,并对引起这些变化的原因进行了理论分析。对自制的LED模块进行了变温和变电流测试,测试结果显示:LED模块的光通量随温度上升线性下降;增加LED模块的驱动电流可以提高光通量,但是电流的增加使得LED的结温升高、光效降低。
其次,选取了四种不同价格和不同亮度级的大功率白光LED,每种LED选取3颗,制作成4W和6W的灯泡。灯泡采用相同的散热壳体、尺寸不同的铝基板和输出电流不同的驱动器。目的是为了检测铝基板和电流对LED性能的影响。
再其次,制作LED灯具性能检测设备。该设备将温度测试系统、光参数测试系统和老化系统整合在一起,采集到的数据通过电脑显示和储存,可以同时完成LED灯具的表面温度分布、照度和色温的测试。
最后,对自制的三个LED灯泡和一盏60W LED路灯进行老化试验。三个灯泡的驱动电流分别为350mA、700mA和1000mA。老化时间为1000小时;路灯使用了60颗LED,驱动电路为350mA,老化时间为1700小时。