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如何解决光衰问题

光衰在led行业是个常见的问题，它常常会让人们觉得头疼不已，led灯光衰和led灯珠寿命又有什么关系呢？我们又该如何解决光衰的问题呢？如图 1 不同结温与光衰的关系所示，光衰程度随着结温的降低而减缓。

图 1 不同结温与光衰的关系

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度就超过2万小时，而结温降低到75度，寿命超过5万小时，65度时更可以延长至9万小时以上。所以延长寿命的关键就是要降低结温。

如何延长led的寿命

所以我们买led灯具的时候，一定要看它的散热设计做的怎么样。

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。

散热器的散热效果相对比好坏的问题，实际上是一个结温的测量问题，假如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。

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，能拿一个温度计或热电偶放进pn结来测量它的温度是不现实的。不过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。

在安装好散热器以后，又出现了一个新的问题。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。

如 图 2      led到散热器各个热阻的示意图 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。

 

图 2              led到散热器各个热阻的示意图

 

有一个间接测量温度的方法，那就是测量电压。那么结温和电压到底有关呢？这个关系又是怎么样的呢？我们要对led的伏安特性进行分析。

图 3伏安特性曲线

假定对led以io恒流供电，在结温为t1时，电压为v1，而当结温升高为t2时，整个伏安特性左移，电流io不变，电压变为v2。这两个电压差被温度去除，就可以得到其温度系数，以mv/oc表示。对于普通硅二极管，这个温度系数大约为-2mv/oc。但是led大多数不是用硅材料制成的，所以它的温度系数也要另外去测定。幸好各家led厂家的数据表中大多给出了它的温度系数。例如对于cree公司的xlamp7090xr-e大功率led，其温度系数为-4mv/oc。要比普通硅二极管大2倍。至于美国普瑞的阵列led（bxra）就给出了更为详细的数据。

图 4美国普瑞的阵列led（bxra）

但是，他们给出的数据，其范围过于宽大，对我们来讲价值可能并不是很大。不管怎样，只要知道led的温度系数就很容易可以从测量led的前向电压中推算出led的结温了。

如何预测灯具的寿命

从结温来推测寿命好像应该很简单，只要查一下图1的曲线，就可以知道对应于95度结温时的寿命就可以得到led的寿命为2万小时了。但是，这种方法用于室内的led灯具还有一定的可信度，如果应用到室外的led灯具，尤其是大功率led路灯，就存在一些其他的因素。

最大的问题是led路灯的散热器的散热效率的随时间而降低。这是由于尘土、鸟屎的积累而使得其散热效率降低。也还因为室外有很强烈的紫外线，也会使led的寿命降低。紫外线主要是对封装的环氧树脂的老化起很大作用，假如采用硅胶，可以有所改善。紫外线对荧光粉的老化也有一些坏作用，但不是很严重。

不过，这种方法用来相对比较两种散热器的散热效果是比较有效的。很明显，伏安特性左移越小的散热器，其散热效果就越好。另外，对于预测室内led灯具的寿命也还是有一定的准确度的。