[發明專利]大功率LED熱阻測量裝置及采用該裝置測量大功率LED熱阻的方法

無效

• 申請號: 201310651597.1
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN103630820A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 楊新華;李季;徐民;張博;李浩;陳玉蘭;曹曙光;孫偉波;劉纓;李紅星;高春旭;孟景華
• 申請（專利權）人: 黑龍江省計量科學研究院
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發明涉及LED熱阻測量技術。?

背景技術

隨著科技的進步和發展，LED半導體功率的增大，LED半導體照明正在從傳統指示器功能向著照明功能發展。LED半導體照明因其綠色、環保等諸多優點，被認為是取代白熾燈、熒光燈等耗電大、污染環境的傳統照明光源的革命性固體光源。LED發光是一個由電能轉換成光能的過程，在此過程中，只有20%左右的電能轉換成光能，其余均以熱能的形式耗散，因此LED作為照明光源，熱管理是非常重要的，是功率型LED及燈具設計不可缺少的、甚至最為重要的環節。同時，LED的熱性能和LED的光、電性能是密切相關的，由于LED熱性能原因，可以造成LED燈使用壽命低、光效不高、易損壞等問題。熱阻是大功率LED熱學特性的一個重要表征參數，是LED的PN結沿熱流上升通道的溫度變化與耗散功率的比值，同時LED的光、電參數特性與它的工作時的結溫密切相關，同一個LED產品，結溫的不同會造成這些參數的明顯不同。而測量大功率LED熱阻和結溫是一項技術難度非常高的工作，目前測量LED熱阻裝置大多采用溫控箱來控制LED的溫度。采用恒溫箱控制LED的溫度屬于非接觸測量，是通過加熱（或制冷）恒溫箱里的空氣溫度使之與LED的散熱溫度來達到熱平衡，當控制溫度與測量溫度一致，基本不再變化時，用恒溫箱的所控制的溫度來表征LED的結溫。因為是非接觸測量LED的溫度，不管恒溫箱的體積采用多么小，LED作為一個功率比較小的熱源，要想達到控制溫度的平衡，還是需要很長時間的。這就是測量LED熱阻通常需要8個小時以上的主要原因。同時，因為采用非接觸測溫，LED的結溫變化是一個動態過程，其熱量傳遞到恒溫箱里是需要一定時間的，無法真正實時測量到LED的PN結溫度，存在一定誤差。測量精度低，僅為±3%。所以說現有測量技術效率低下、水平不高，無法滿足快速發展的LED測量需要。?

發明內容

本發明的目的是為了解決現有大功率LED熱阻測量裝置測量精度低的問題，提供一種大功率LED熱阻測量裝置及采用該裝置測量大功率LED熱阻的方法。?

本發明所述的大功率LED熱阻測量裝置包括測量基座、溫度控制裝置、結電壓測量裝置、標準功率源和單片機電路，測量基座為帶有兩個插孔的基座，所述溫度控制裝置用?于控制測量基座的溫度，單片機電路的功率控制信號輸出端連接標準功率源的功率控制信號輸入端，標準功率源的兩個電信號輸出端分別連接測量基座的兩個插孔，所述測量基座的兩個插孔分別連接結電壓測量裝置的兩個結電壓測量信號輸入端，所述結電壓測量裝置的結電壓測量信號輸出端連接單片機電路的結電壓測量信號輸入端。?

所述的標準功率源包括可調直流基準信號源和直流功率放大器，所述可調直流基準信號源的直流基準信號輸出端連接直流功率放大器的直流基準信號輸入端，所述直流功率放大器包括開環直流功率放大器和閉環反饋控制電路。?

所述的標準功率源的精度為±0.02%，所述標準功率源有兩路功放輸出，一路為測試電流，其范圍為0-50mA，準確度為±0.02%；另一路為加熱電流，其范圍為0-2A,準確度為±0.02%。?

所述的溫度控制裝置的溫控范圍0-100℃，溫控精度為±0.3℃。?

所述的測量基座與被測LED接觸的表面采用鍍金處理。?

采用上述大功率LED熱阻測量裝置測量大功率LED熱阻的方法通過以下步驟實現：?

步驟一、將被測LED固定在測量基座上；?

步驟二、設定溫度T₁，待溫度穩定后設定被測LED的加熱電流I；?

步驟三、再次待溫度T₁穩定后，測量該溫度下的結壓降V₁；?

步驟四、保持電流I不變，重復步驟二和步驟三n次，共得到n個結壓降V₁至V_n，所述n個結壓降V₁至V_n分別對應n個溫度T₁至T_n，T₁至T_n依次增大，且所述n為大于1的整數；?

步驟五、按照下述公式計算溫度系數k：?