LED壽命如何預測

圖4. LED伏安特性的溫度特性

假定對LED以Io恒流供電，在結溫為T1時，電壓為V1，而當結溫升高為T2時，整個伏安特性左移，電流Io不變，電壓變?yōu)閂2。這兩個電壓差被溫度去除，就可以得到其溫度系數(shù)，以mV/oC表示。對于普通硅二極管，這個溫度系數(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。而美國Philips-Lumileds公司的LuxeonRebel的伏安特性溫度系數(shù)為-2—4mV/oC。至于美國普瑞的陣列LED（BXRA）就給出了更為詳細的數(shù)據(jù)。

圖2. Lumiled 公司的LuxeonK2的光衰曲線

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值。

不管怎樣，只要知道LED的溫度系數(shù)就很容易可以從測量LED的前向電壓中推算出LED的結溫了。

5．如何具體測算LED的結溫。

現(xiàn)在就以Cree公司的XLamp7090XR-E為例。來說明如何具體測算LED的結溫。要求已經把LED安裝到散熱器里，并且是采用恒流驅動器作為電源。同時要把連接到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)，也就是相當于V1的值，然后等至少1小時，等它已經達到熱平衡，再測一次，LED兩端的電壓，相當于V2。把這兩個值相減，得出其差值。再被4mV去除一下，就可以得出結溫了。實際上，LED多半為很多個串聯(lián)再并聯(lián)，這也不要緊，這時的電壓差值是由很多串聯(lián)的LED所共同貢獻，所以要把這個電壓差值除以所串聯(lián)的LED數(shù)目再去除以4mV，就可以得到其結溫。例如，LED是10串2并，第一次測得的電壓為33V，第二次熱平衡后測得的電壓為30V，電壓差為3V。這個數(shù)字先要除以所串聯(lián)的LED個數(shù)（10個），得到0.3V，再除以4mV，可以得到75度。假定開機前的環(huán)境溫度是20度，那么這時候的結溫就應當是95度。

采用這種方法得出的結溫，肯定要比用熱電偶測量散熱器的溫度再來推算其結溫要準確很多。

6．如何來預測這個燈具的壽命。

從結溫來推測壽命好像應該很簡單，只要查一下圖1的曲線，就可以知道對應于95度結溫時的壽命就可以得到LED的壽命為2萬小時了。但是，這種方法用于室內的LED燈具還有一定的可信度，如果應用到室外的LED燈具，尤其是大功率LED路燈，那里還有很多不確定因素。最大的問題是LED路燈的散熱器的散熱效率的隨時間而降低。這是由于塵土、鳥屎的積累而使得其散熱效率降低。也還因為室外有很強烈的紫外線，也會使LED的壽命降低。紫外線主要是對封裝的環(huán)氧樹脂的老化起很大作用，假如采用硅膠，可以有所改善。紫外線對熒光粉的老化也有一些壞作用，但不是很嚴重。

不過，這種方法用來相對比較兩種散熱器的散熱效果是比較有效的。很明顯，伏安特性左移越小的散熱器，其散熱效果就越好。另外，對于預測室內LED燈具的壽命也還是有一定的準確度的。