集成功率级LED与恒流源电路一体化设计

文章摘要： RΘ＝{ln[(a/b)( a+2x)/(b+2x)]}/ 2k(a-b) 式中，a和b分别为硅基板的长和宽； x为硅基板的厚度；k为硅基板的热导率。 4 主要参数测试结果 4.1 热阻与温度梯度 试验和批量生产的产品经过使用证明，完全达到设计要求。表1是热阻RΘ、位置x，y 和温度梯度dT(x, y)/dLx，dT(x，y)/d Ly采用光热阻扫描方法[2]测试的结果，以硅基板中心为原点，分别测试X，-X，Y和-Y等距离为1mm的温度。 4.2 温度漂移 图3是产品的温度漂移参数△I T与恒定工作电流Io的关系曲线。产品温度

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    RΘ＝{ln[(a/b)( a+2x)/(b+2x)]}/ 

    2k(a-b) 

    式中，a和b分别为硅基板的长和宽； x为硅基板的厚度；k为硅基板的热导率。 

    4 主要参数测试结果 

    4.1 热阻与温度梯度 

     试验和批量生产的产品经过使用证明，完全达到设计要求。表1是热阻RΘ、位置x，y 和温度梯度dT(x, y)/dLx，dT(x，y)/d Ly采用光热阻扫描方法[2]测试的结果，以硅基板中心为原点，分别测试X，-X，Y和-Y等距离为1mm的温度。　

    4.2 温度漂移 

     图3是产品的温度漂移参数△I T与恒定工作电流Io的关系曲线。产品温度漂移的试验环境温度为-50～100℃，以25℃/40mA为参考基准，100℃时的最大温度漂移为1.64μA/℃， -50℃时的最大温度漂移为1.49μA/℃。在正常环境条件（-25～50℃）下使用，其平均温度漂移为0.94μA/℃，完全满足设计指标和实际使用的要求。

    4.3 发光效率与抗静电 

     由于功率级LED芯片面积较大，工作时产生的高温难以及时传导出去，使LED芯片及pn结的温度过高，导致发光效率随着功率、温度的增加而急剧下降。因此，在集成功率级LED设计时，采取了高导热率的硅基板结构设计和铜合金技术的热沉设计，使其热阻大幅度降低，产品的发光效率得到提高，平均在18～20 Lm/W。 

     防静电设计的效果比较明显，将50只产品置于静电为1600～1800V的环境中，连续工作48h，无发生静电击穿现象。 

    5 结论 

     产品的一体化设计成功，使集成功率级LED在应用过程中减少了对恒流驱动电源的要求，可以直接使用稳压电源进行驱动，而且对稳压电源的要求也比较宽松，供电电压在±10%以内变化时，LED能够保证在恒流状态下正常工作，从而提高了LED 的可靠性。同时，产品在实际使用过程中，可以大大简化其工频驱动电源电路的设计，由于采用很小的驱动电流电路，使远距离供电线路的损耗非常低，特别适用于在远距离供电情况下使用。

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