CREE大功率LED (lamp XP-C P3)光源熱性能測試

光源測試簡介

　　本測試主要針對 CREE 提供之1W 大功率LED (XP-C P3) emitter 光源進行熱性能測試，主要測試有：

　　(1) IV曲線測試與電功率測試

　　(2) 結點溫度(以下簡稱為結溫)量測

　　(3) LED熱阻量測

　　(4) 不同操作溫度下光參數性能測試

　　相關測試以驗證其提供之相關規格，作為光源應用設計依據。

　　測試樣品測試設備

　　測試樣品介紹：

Electro-Optical characteristics
Electro-Optical characteristics at If=350mA，Ta=25oC

　　測試設備組成說明

　　(一) 測試儀主體

　　輸出恒電流源，采樣設定，信號轉換，數據處理等；

　　(二) 可溫控銅熱沉平臺

　　作為溫度系數Kj 值量測及不同操作溫度下LED熱性能測試；

　　(三) 靜態空氣測試積分球

　　根據EIA/JESD51-1，制造恒定體積的測試環境測量LED的光通量；

　　(四) 電腦

　　安裝測試軟件，操作并控制整個測試過程；

　　LED emitter 熱阻參數測試路徑： Rj-slug = (Tj – Tslug)/Pd ，emitter結點至heat slug 底部之熱阻量測，Pd 為輸入電功率

樣品測試參數條件：

　　1. 順向測試電流 If：350mA ~ 1000mA

　　2.銅熱沉溫控范圍 Tsink : 20 ~ 80°C

　　3.LED輸入之電功率 Pd : If′Vf

　　其中 Vf 為順向電壓，本報告之Pd 假設依據一般LED light source 供應商(Lumileds，OSRAM，CREE etc.) Pd假設定義相同條件下， 進行熱阻計算(不考慮光功率因子參數)。

　　1. LED emitter與銅熱沉采用Dow Corning TC-5026 Thermal grease 壓合測試。

　　2. 溫度系數Kj值采用本測試設備量出之值 Kj= -1.8209 mV/ °C(測試感應電流為5mA) 進行結溫熱阻測試；

　　3. Temperature sensitive parameter (TSP) calibration.

　　4. Kj = -1.8204mV/OC，Im=7mA.

　 樣品IV曲線測試

　　IV曲線測試圖 (銅熱沉溫度Tsink=20oC)

電功率曲線測試

　　輸入電功率與結溫變化關系曲線

　　在一定測試電流下，電功率隨著結溫上升而成趨于線性下降；

輸入電功率與結溫變化關系曲線

　　在不同熱沉溫度下，結溫Tj 隨著測試電流 If 增加而線性增加；

結點至銅熱沉溫差測試結果

　　ΔTj-sink (=Tj-Tsink) 隨著測試電流 If 增加而呈趨于線性增加；

熱阻與測試電流之關系

　　熱阻Rj-slug隨電流增加而呈微量增加，范圍在 9.5~11.8oC/W ；

光通量與結點溫度關系曲線

　　不同電流下，光通量隨著結溫Tj上升而呈微量下降，在If=350 mA，Tj =34.5 °C 時 (Tsink=20.0 °C)，光通量為59.8lm ；在 If=500mA，Tj =36.8 °C 時 (Tsink=20.0 °C)，光通量為63.6m ；

　 光效與結點溫度關系曲線

　　不同測試電流下，光效隨著結點溫度Tj上升而呈微量下降，在If=350mA，Tj = 34.5°C 時 (Tsink=25.0°C)，光效為55.0lm/W ；在 If=500mA， Tj = 38.6°C 時 (Tsink=20.0 °C)，光效為42.1lm/W ；

測試結論

　　1.本報告主要針對CREE 大功率1 W LED emitter (Lamp XP-C P3) 進行熱性能測試，主要進行結溫、熱阻、光通量及光效等測試。

　　2.本報告測試之emitter 結點至 heat slug 基材底部之量測熱阻結果顯示，在If= 350~ 500 mA 及銅熱沉Tsin25°C時，Rj-slug結果范圍9~11.3 oC/W (CREE 資料提供之額定最大熱阻 11oC/W 在@If = 500mA，Ta= 25 oC )。

　　3.該樣品在If =350mA，Tj = 34.5 °C 時 (Tsink=20.0 °C)，光通量為59.8lm，光效為 55.0lm/W ；在 If = 500 mA，Tj =36.8C 時 (Tsink=25.0 °C)，光通量為 63.6lm，光效為42.1lm/W (樣品為提供光效相關規格) 。