Messen der Auswirkung der Temperatur auf die LED‑Performance
Ein gutes thermisches Design von LED-Lichtquellen und -Leuchten ist entscheidend, um ein optimales Verhalten von LEDs in Bezug auf Lichtausbeute und Lebensdauer zu gewährleisten. LEDs strahlen keine signifikanten Wärmemengen ab. Allerdings wird innerhalb des Halbleiterübergangs der LED Wärme erzeugt, die durch Wärmekonvektion und -leitung abgeführt werden muss. Die interne Quanteneffizienz von LEDs nimmt ab, wenn die Übergangstemperatur steigt. Die Übergangstemperatur steigt, wenn der Strom durch die LED erhöht wird. Daher wird die Betriebsübergangstemperatur durch den Betriebsstrom, die Umgebungstemperatur und die Effizienz des Kühlkörperdesigns bestimmt.
Qualitätskontrolle von LEDs
Beleuchtungshersteller stellen die Qualität ihrer Produkte sicher, indem sie photometrische und farbmetrische Parameter wie Lichtstrom, spektrale Leistungsverteilung, Farbtemperatur und Farbwiedergabe messen.
Dies erfordert eine präzise Steuerung des Betriebsstroms und eine Temperaturstabilisierung des Prüfgeräts während der Messung, wie in CIE S 025/E:2015 [1] beschrieben. Die meisten LED-Beleuchtungsprodukte werden entweder mit Konstantstrom (Continuous Wave, CW) oder pulsweitenmoduliert (Quasi-CW) betrieben. Jedoch testen LED-Chip-Hersteller ihre Geräte im Einzelpulsmodus, wenn sie ihre Produkte spezifizieren oder klassifizieren ("Binning"). Daher profitieren Testsysteme erheblich davon, wenn sie den Betrieb der LED sowohl im kontinuierlichen Betrieb als auch im Pulsbetrieb ermöglichen, wodurch ein direkter Vergleich der Geräteleistung mit den Herstellerangaben möglich ist.
Darüber hinaus empfehlen die neuesten Standards die Verwendung der Differential Continuous Pulse (DCP) Methode. Diese Methode wird ausführlich in der Norm IES LM-92-22 [2] sowie in der bevorstehenden Veröffentlichung von CIE TC2-91 [3] beschrieben. Diese Methode verwendet zwei aufeinanderfolgende Impulse, um das kurzfristige Jitter der LED im Mikrosekundenbereich und darunter zu eliminieren. Gleichzeitig können Heizeffekte der LED vermieden werden, da die Pulsdauer im Mikrosekundenbereich liegt.
Optische Messlösung und LED-Testsystem
Das TPI21-TH LED Testsystem bietet vollautomatische Testabläufe für SMD- und On-Board-LED-Geräte. Die photometrischen, kolorimetrischen, thermischen und elektrischen Messparameter des Systems entsprechen den neuesten Normen und Vorschriften, einschließlich CIE S 025, IES LM-79-24 [4] und DIN 5032 Teil 9 [5].
Die DCP LED Teststation bietet eine IES LM-92-22-kompatible LED-Testeinrichtung, die sowohl die Differential Continuous Pulse Methode, die Kurzpuls- als auch die Langpulsmethode als Betriebsmodi anbietet. Das System ermöglicht es auch, das langfristige thermische Verhalten einer LED im kontinuierlichen Betrieb zu überwachen.
Referenzen
[1] CIE S 025/E:2015 Testmethode für LED-Lampen, LED-Leuchten und LED-Module
[2] IES LM-92-22: Optische und elektrische Messung von UV-LEDs
[3] CIE TC2-91
[4] IES LM-79-24 Elektrische und photometrische Messungen von Solid-State-Beleuchtungsprodukten