zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1604Research ArticleСПЕКТРОСКОПИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛSPECTROSCOPY OF SOLIDSТемпературные зависимости спектральных параметров светодиодных ламп при электрическом и оптическом возбужденииTemperature Dependences of Spectral Parameters of LED Lamps Under Electrical and Optical ExcitationГурскийА. Л.GurskyA. L.

Минск

Minsk

gurskii@bsuir.byМашедоН. В.MashedoN. V.

Минск

Minsk

mikalai@bellis.byПавловскийВ. Н.PavlovskyV. N.

Минск

Minsk

v.pavlovskii@ifanbel.bas-net.byБелорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиBelarusian State University of Informatics and RadioelectronicsОАО “Испытания и сертификация бытовой и промышленной продукции “БЕЛЛИС”JSC “Testing and certification of household and industrial products “BELLIS”Институт физики НАН БеларусиB. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Belarus202401082024914512518Copyright © Гурский А.Л., Машедо Н.В., Павловский В.Н., 20242024Гурский А.Л., Машедо Н.В., Павловский В.Н.Gursky A.L., Mashedo N.V., Pavlovsky V.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1604

Определены температурные зависимости положения полос излучения светодиодной гетероструктуры и люминофора светодиодных ламп белого света, являющиеся линейными или близкими к ним, с температурными коэффициентами K1 = –0.38 мэВ/К, K2 = 0.147 мэВ/К, K3 = 0.27 мэВ/К для полос 2.7, 2.4 и 2.05 эВ соответственно. Проведены оценки перегрева активной области гетероструктур в течение времени испытаний по данным спектральных измерений. Оценки сопоставлены с результатами прямых измерений температуры. Установлено, что она возрастает на ~20 °С за период испытаний, что меньше возрастания температуры электронной подсистемы (~50 °С), в согласии с литературными данными, полученными на других типах светодиодов. Показано, что основной причиной изменения цветовой температуры излучения ламп в ходе наработки являются процессы возбуждения термического тушения люминесценции в материале люминофора.

The temperature dependences of emission bands positions of the LED heterostructure and the phosphor of white LED lamps, having a linear or quasilinear character, with temperature coefficients K1 = –0.38 meV/K, K2 = 0.147 meV/K, K3 = 0.27 meV/K for the bands 2.7 eV, 2.4 eV, and 2.05 eV, respectively, are determined. Estimations of the magnitude of active region of overheating of heterostructures during the test time have been carried out using spectral measurements data. The estimations are compared with the results of direct temperature measurements. It has been found that the temperature increases by about 20°C during the test period, which is less than the increase in temperature of the electronic subsystem (about 50°C), in accordance with the literature data obtained on other types of LEDs. It is shown that the main reason for the change in the color temperature of the lamp radiation during operation is the process of thermal quenching of luminescence in the phosphor material.

светодиодная лампаспектр излученияспектр возбуждения фотолюминесценцииперегрев активной областилюминофоргетероструктурабелый светодиодтемпературная зависимостьLED lampsradiation spectrumphotoluminescence excitation spectrumoverheat of active regionphosphorheterostructurewhite LEDtemperature dependenceReferencesМ. Л. Бадгутдинов, Е. В. Коробов, Ф.А. Лукьянов, А. Э. Юнович, Л. М. Коган, Н. А. Гальчина, И. Т. Рассохин, Н. П. Сощин. ФТП, 40 (2006) 758—763М. Л. Бадгутдинов, Е. В. Коробов, Ф.А. Лукьянов, А. Э. Юнович, Л. М. Коган, Н. А. Гальчина, И. Т. Рассохин, Н. П. Сощин. ФТП, 40 (2006) 758—763Ф. Шуберт. Светодиоды, пер. с англ. под ред. А. Э. Юновича. 2-е изд. Москва, Физматлит (2008) 417—424 [E. F. Schubert. Light-Emitting Diodes, 2nd ed., Cambridge, Cambridge University Press, UK (2006)]Ф. Шуберт. Светодиоды, пер. с англ. под ред. А. Э. Юновича. 2-е изд. Москва, Физматлит (2008) 417—424 [E. F. Schubert. Light-Emitting Diodes, 2nd ed., Cambridge, Cambridge University Press, UK (2006)]Solid State Lighting Reliability. Part 2: Components to Systems. Solid State Lighting Technology and Application Series, Eds. W. D. van Driel, X. Fan, G. Q. Zhang, 3, Cham., Springer (2018)Solid State Lighting Reliability. Part 2: Components to Systems. Solid State Lighting Technology and Application Series, Eds. W. D. van Driel, X. Fan, G. Q. Zhang, 3, Cham., Springer (2018)M.-H. Chang, D. Das, P. V. Varde, M. Pecht. Microelectron. Reliability, 52 (2012) 762—782M.-H. Chang, D. Das, P. V. Varde, M. Pecht. Microelectron. Reliability, 52 (2012) 762—782G. Meneghesso, M. Meneghini, E. Zanoni. J. Phys. D: Appl. Phys., 43 (2010) 354007—354018G. Meneghesso, M. Meneghini, E. Zanoni. J. Phys. D: Appl. Phys., 43 (2010) 354007—354018А. Л. Гурский, Н. В. Машедо. Журн. прикл. спектр., 87 (2020) 997—1004 [A. L. Gurskii, N. V. Mashedo. J. Appl. Spectr., 87 (2020) 1124—1130]А. Л. Гурский, Н. В. Машедо. Журн. прикл. спектр., 87 (2020) 997—1004 [A. L. Gurskii, N. V. Mashedo. J. Appl. Spectr., 87 (2020) 1124—1130]А. Л. Гурский, Н. В. Машедо. Материалы IX Междунар. науч. конф., 14—16 октября 2020 г., Минск, под ред. В. Б. Оджаева и др., Минск, БГУ (2020) 39—45А. Л. Гурский, Н. В. Машедо. Материалы IX Междунар. науч. конф., 14—16 октября 2020 г., Минск, под ред. В. Б. Оджаева и др., Минск, БГУ (2020) 39—45С. В. Смирнов, Е. В. Саврук, Ю. С. Гончарова. Докл. ТУСУРа, № 2 (24), ч. 2 (2011) 55—58С. В. Смирнов, Е. В. Саврук, Ю. С. Гончарова. Докл. ТУСУРа, № 2 (24), ч. 2 (2011) 55—58Y. Xi, J.-Q. Xi, Th. Gessmann, J. M. Shah, J. K. Kim, E. F. Schubert, A. J. Fischer, M. H. Crawford, K. H. A. Bogart, A. A. Allerman. Appl. Phys. Lett., 86 (2005) 031907(1—3)Y. Xi, J.-Q. Xi, Th. Gessmann, J. M. Shah, J. K. Kim, E. F. Schubert, A. J. Fischer, M. H. Crawford, K. H. A. Bogart, A. A. Allerman. Appl. Phys. Lett., 86 (2005) 031907(1—3)ГОСТ IEC 62612-2019. Лампы светодиодные со встроенным устройством управления для общего освещения на напряжения свыше 50 В. Эксплуатационные требования. Введ. 2019–10–30: Государственный комитет по стандартизации Республики Беларусь [IEC 62612:2013+A1:2015+A2:2018. Self-ballasted LED lamps for general lighting services with supply voltages > 50 V, Performance requirements. Geneva, IEC, 2018-08-10. 184 p.]ГОСТ IEC 62612-2019. Лампы светодиодные со встроенным устройством управления для общего освещения на напряжения свыше 50 В. Эксплуатационные требования. Введ. 2019–10–30: Государственный комитет по стандартизации Республики Беларусь [IEC 62612:2013+A1:2015+A2:2018. Self-ballasted LED lamps for general lighting services with supply voltages > 50 V, Performance requirements. Geneva, IEC, 2018-08-10. 184 p.]ГОСТ IEC 62717-2017. Модули со светоизлучающими диодами для общего освещения. Требования к эксплуатационным характеристикам. Введение 2018–07–01: Государственный комитет по стандартизации Республики Беларусь [IEC 62717:2014+A1:2015+A2:2019. LED modules for general lighting, Performance requirements. Geneva, IEC, 2019-01-24. 209 p.]ГОСТ IEC 62717-2017. Модули со светоизлучающими диодами для общего освещения. Требования к эксплуатационным характеристикам. Введение 2018–07–01: Государственный комитет по стандартизации Республики Беларусь [IEC 62717:2014+A1:2015+A2:2019. LED modules for general lighting, Performance requirements. Geneva, IEC, 2019-01-24. 209 p.]ГОСТ IEC 62722-2-1-2017. Светильники. Часть 2-1. Частные требования к характеристикам для светильников со светодиодными модулями. Введение 2020–06–01: Государственный комитет по стандартизации Республики Беларусь [EC 62722-2-1:2023. Luminaire performance, Part 2-1, Particular requirements – LED luminaires. Geneva, IEC, 2023-01-24. 57 p.]ГОСТ IEC 62722-2-1-2017. Светильники. Часть 2-1. Частные требования к характеристикам для светильников со светодиодными модулями. Введение 2020–06–01: Государственный комитет по стандартизации Республики Беларусь [EC 62722-2-1:2023. Luminaire performance, Part 2-1, Particular requirements – LED luminaires. Geneva, IEC, 2023-01-24. 57 p.]IES LM-80-15. Approved method: measuring luminous flux and color maintenance of LED packages, arrays and modules. Illuminating Engineering Society (2015), ISBN # 878-0-87995-315-7 [IES LM-80-15. Approved method: measuring luminous flux and color maintenance of LED packages, arrays and modules. Illuminating Engineering Society, 2015. ISBN # 878-0-87995-315-7. 8 p.]IES LM-80-15. Approved method: measuring luminous flux and color maintenance of LED packages, arrays and modules. Illuminating Engineering Society (2015), ISBN # 878-0-87995-315-7 [IES LM-80-15. Approved method: measuring luminous flux and color maintenance of LED packages, arrays and modules. Illuminating Engineering Society, 2015. ISBN # 878-0-87995-315-7. 8 p.]ГОСТ EN 13032-4-2017. Свет и освещение. Измерение и представление фотометрических данных ламп и светильников, ч. 4. Светодиодные лампы, модули и светильники. Введение 2018–07–01: Государственный комитет по стандартизации Республики Беларусь [EN 13032-4:2015. Light and lighting – Measurement and presentation of photometric data of lamps and luminaires, Part 4: LED lamps, modules and luminaires. Brussels, CEN, 2015. 65 p.]ГОСТ EN 13032-4-2017. Свет и освещение. Измерение и представление фотометрических данных ламп и светильников, ч. 4. Светодиодные лампы, модули и светильники. Введение 2018–07–01: Государственный комитет по стандартизации Республики Беларусь [EN 13032-4:2015. Light and lighting – Measurement and presentation of photometric data of lamps and luminaires, Part 4: LED lamps, modules and luminaires. Brussels, CEN, 2015. 65 p.]IEC/TS 62861:2017. Руководство по испытаниям на надежность основных компонентов светодиодных источников света и светодиодных светильников. Введение 2017–03–03: Международная электротехническая комиссия [IEC/TS 62861:2017. Guidelines for principal component reliability testing for LED light sources and LED luminaires. Geneva, IEC, 2017-03-03. 65 p.]IEC/TS 62861:2017. Руководство по испытаниям на надежность основных компонентов светодиодных источников света и светодиодных светильников. Введение 2017–03–03: Международная электротехническая комиссия [IEC/TS 62861:2017. Guidelines for principal component reliability testing for LED light sources and LED luminaires. Geneva, IEC, 2017-03-03. 65 p.]Р. Балтрамеюнас, А. Жукаускас, Г. Тамулайтис. ЖЭТФ, 91 (1986) 1909—1916Р. Балтрамеюнас, А. Жукаускас, Г. Тамулайтис. ЖЭТФ, 91 (1986) 1909—1916А. Л. Гурский, В. Н. Машедо, В. Н. Павловский. Материалы X Междунар. науч. конф., 12—14 октября 2022 г., Минск, под ред. В. Б. Оджаева и др., Минск, БГУ (2022) 58—62А. Л. Гурский, В. Н. Машедо, В. Н. Павловский. Материалы X Междунар. науч. конф., 12—14 октября 2022 г., Минск, под ред. В. Б. Оджаева и др., Минск, БГУ (2022) 58—62

The authors declare that there are no conflicts of interest present.