请问对于LED照明中的LED光衰你知道多少？

发布时间：2019-08-09

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? ? ?上次说完LED光效、LED热阻，这次我们来说说LED光衰，LED光衰是业界共同关心急待解决的技术难题，那么什么是LED光衰、照成LED光衰的原因又是什么、如何更好的预防LED光衰？？？

LED光衰：光衰是光源部件超过耐温极限不可逆的损伤现象

1.LED光衰

LED光衰是指LED经过一段时间的点亮之后，其光强比初始光强会降低，且不能恢复，即降低的部分称为LED的光衰。目前我国尚未制定LED光衰的定义及通用标准。GB/T24823-2009要求LED�？樾阅芤蠊娑ǖ墓馔ㄎ致适窃谌嫉�3000h时，其光通维持率应不低于92%仅试用室内灯具的某个产品，业界普遍呼吁国家尽快制定LED光衰标准。

2.LED光衰是光源部件超过耐温极限不可逆的损伤现象

众所周知，LED工作之后其光强会着芯片结温升高而下降，光效随之降低，这是半导体随温度变化的固有的物理特性，只要光源某个部件不超过温度极限而损伤，LED停止之后温度降到原始値,其光强还会恢复如初，也就是说LED不管工作多久、反复多次只要初始光强不变就不能认为光衰，光衰是指光源因长时间工作温度超过极限値而光强恢复不到初始値称为光衰，亦即光通量下降不可逆转才是真正意义的光衰。LED光衰是光源部件超过耐温极限不可逆的损伤现象。

3.目前所有芯片厂和封装厂所标称的光效都是瞬态光效

有人认为美国CREE公司公布的LED芯片结温和之间的关系曲线是LEF光衰曲线,不少人将它视为LED芯片光衰曲线，以至封装厂也将它搜搬抄到出厂规格书中，这是错误的。

世界上无论哪个公司对外公布产品性能指标必须有可操作性和可重复性，也就是说客户购买你的产品对其规格无法或难以检验，则无法通行。一些国外厂商有意夸大光效超过传统值数倍是没有任何实用意义的，因为LED光效与光衰不是由LED芯片单一因素造成，它与系统热阻诸多条件有关，拿试验室光效说事只有宣传意义没有任何实用意义，某公司如推出303LM/W产品而闭门不推向市�。到缥薹ɡ斫夂腿贤�。再说决定LED光效芯片不是唯一原因，也不是主要原因，用户一味追求某品牌而不重视系统设计是认识误区，会劳而无功、事倍功半。

LED光衰原因

1.LED光衰是光源材料损伤而引起的不可逆转的衰减失效现象

LED光衰是指LED经过一段时间的点亮后，其光强会比原来的光强要低，而低了的部分就是LED的光衰，目前我国尚未制定LED光衰标准，行业内部规定 5000H小时光通量维持率≥70%，美国能源之星LM-80规定 6000H，光通量维持率≥94.1%认为失效。

2.光通量下降不等于光衰

LED工作之后其光强会随着芯片结温升高而下降，光效随之降低，这是半导体随温度变化的固有的物理特性。只要LED光源某个部件不超过温度极限而损伤，LED停止待温度复原后其光强値还会恢复如初，也就是说LED不管工作多久，只要初始光强不变就不能认定为光衰。笔者认为，LED光衰是指LED光源因某种材料损伤不再恢复的失效现象, 亦即LED光源在所规定的时间内无损光通量(初始光强)与有损光通量(衰减而不可恢复光强)之比值。

3.LED光源光衰的主要原因是胶体耐温不够

芯片(包括荧光粉)属无机材料，实验证明芯片和荧光粉在二、三百度高温工作原则上不成问题。从光源系统讲，导致LED光衰的主要原因是胶体耐温不够，目前最好的封装胶耐温仅一百多度，测试证明一个50W的集成光源在足够大的散热器工作时胶体温度往往高达200多度，无论是灌封胶还是PPA在长时期高温运行必然会造成胶体龟裂、碳化，与芯片分离进而造成光衰。

提高LED光源的耐温特性可减少LED光衰

1.为何要提高LED光源的耐温度特性

由于LED发热经过多个热阻通道之后，与散热器温差高迖30-40多度，散热器发热较低，低温热源在自然散热条件下散热效率很低，LED因为热源通过对流和辐射将热量传到空气中，如果LED散热器温度与环境温度相差很�。偌哟笊⑷绕髅婊渖⑷攘勘浠跷�。理论研究表明，辐射散热量与温度的4次方成正比：Q= εσ S(T w 4－T0 4 )，温差越大热量散发越多。亦即在相同环境温度下散热器温度越高、所散发的热量越多。因此适当提高散热器的工作温度，控制在LED光源长时工作后稳态光效无大变化而不发生光衰为原则。这种提高LED光源耐高温的设计思路，不仅仅是基于平衡散热与成本考量，更主要是让LED光源在较高温度下安全工作而不发生光衰。这样不仅可减少散热器用量和成本，而且还可加大芯片的工作电流的承载能力，同时达到减少LED光衰延长使用寿命目的，是一举多得的设计革命。

2.如何让LED光源耐受高温

自从LED问世以来，业界付出了巨大投资去研究LED光衰。LED散热牵动着每个从事LED人的神经，想尽了很多办法，其中：

倒装技术：倒装芯片技术早在10年前国外大公司投巨资研究，旨在免用衬底胶晶粒直焊技术，不仅免除了正倒装芯片在表面打线致命伤，还可通过直焊技术有效降低封装热阻，让光源耐受高温,业界普遍认为是LED封装的前沿技术。但是人们要问：经过这多年研究实验，为何倒装技术迟迟不能取代正装芯片技术而成为主流？其根本原因是：倒装早期工艺不仅依赖陶瓷基板，还要依赖铝 (铜)基板，由于（两次）过锡焊要经受280度高温，会对材料和部件造成损伤。陶瓷基板和金属基板相比反光率不高，瞬态光效难以提高，陶瓷基板的导热率和芯片接触面积有限也决定了稳态光效难以提高。加工成型和安装都不如金属基板简单方便，倒装工艺两次过锡焊和陶瓷基板 +铝基板双重热阻足以将上述优势抵消怠尽。另外，倒装工艺的热压焊、回流焊等设备价格贵，且不成熟，考验倒装技术未来前途还是LM\元值，亦即光效第一，价格为王。所以造成了小厂观望，大厂产品推广困难尴尬局面。倒装芯片技术未来发展方向一是与镜面铝COM联姻，二是与荧光薄膜嫁接。

荧光粉远离芯片技术：荧光粉与灌封胶将芯片紧紧包裹，严重影响散热。让荧光粉远离芯片，可以降低光源封装热阻。国际上荧光粉与芯片分离技术专利多达两三百项，但至今市场尚未见到这类产品成功问世，原因是该技术的难点在于荧光粉远离芯片后如何改变层间介质折光匹配，以及芯片与金线裸露如何得到防护也是该技术难点。目前有些厂用荧光薄膜在小量功率光源实验，但制造工艺及材料耐侯性尚未成熟，荧光粉远离芯片技术不仅可以降低光源封装热阻，更重要的是可革除封装厂中的混胶、抽真空、烘烤等繁杂工艺。一旦突破无疑将是一场改变封装格局的技术革命。

液冷散热技术：将芯片浸入冷却液的散热方法，是让LED浸泡在透光导热的液体之中。由于液体的热流交换将热能快速传递和耗散。只要芯片与导热液存在温差，其热流交换永不停止。它可有大大降低封装热阻，是非�：玫纳杓扑悸�。国内外不少专家提出这种方法，专利不计其数。但实际设计中，在一狭小封装空间注入液体冷却，并经受高低温反复变化而不会漏液，其结构设计难度很大。

采用集成(COB) 封装，相对多颗小功率阵列来说，因为光强与散热并联，可增加光强/热阻比。

革去衬底胶、革去灌封胶，革去围坝胶高温易损材料，提高光源耐温特性。

减少光路全反射，优化出光角度，提高LED光源岀光效率，減少系统发热。

革去铝基板，可提高稳态光效与瞬态光效比。

减少透镜配光损耗。

减少防护构件的挡光损耗。

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