[發明專利]大功率LED可靠性試驗的結溫監測電路系統

有效

• 申請號: 201410006434.2
• 申請日: 2014-01-07
• 公開（公告）號: CN103728037B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 陳全;許明耀;劉勝
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: G01K7/00
• 分類號: G01K7/00;G01R31/26
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙)11368
• 代理人: 郭官厚

技術領域

本發明屬于光電信息檢測與控制領域，具體涉及一種大功率LED可靠性試驗的結溫監測電路系統。

背景技術

大功率LED是由額定功率在1W以上的藍光LED芯片，通過封裝構成半導體照明的基本器件。目前，大功率LED的可靠性是制約其在半導體照明領域發展的瓶頸，與光衰和壽命息息相關的結溫成為一個突出的問題，LED光通量作為評價可靠性的重要參數，不僅是芯片尺寸和芯片工藝的函數，還是一個結溫的函數。現有技術中，還沒有對可靠性試驗中大功率LED結溫的波動進行在線監測的技術和方法。

現有的LED結溫測試裝置無法實時監測LED可靠性試驗中的結溫變化，發展一個在線監測結溫的技術是研究半導體照明可靠性的重要手段。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種能夠實時監測LED在可靠性試驗中的穩態結溫變化、LED結溫的高效快速測量及性能表征的大功率LED可靠性試驗的結溫監測電路系統。

為達到上述目的，本發明大功率LED可靠性試驗的結溫監測電路，包括驅動恒流源模塊(500)、測試恒流源模塊(400)、快速切換模塊(100)、所述延時采樣模塊(200)和自定標模塊(300)，其中，

所述驅動恒流源模塊電連接待測LED，對所述待測LED進行加熱；

所述測試恒流源電路電連接所述待測LED，提供所述待測LED測試所需的電流；

所述快速切換模塊，用于控制所述的驅動恒流模塊的輸出電流在所述待測LED的加熱周期作用于待測發光二極管，測試周期被旁路到地；

所述延時采樣模塊，連接晶振(201)通過所述晶振供標準時鐘信號，產生控制脈沖時序，基于所述控制脈沖時序采集所述測試恒流源模塊輸出的所述待測LED(10)在所述的測試電流周期下的正向電壓；

所述自標定模塊電連接第三數字電壓計(301)，所述自標定模塊通過比較待測LED和參考LED，消除待測LED由電流引起的物性變化，在線監測待測LED在不同可靠性環境下的結溫，獲取所述待測LED由溫度效應引起的電壓變化，并將所述電壓輸出至所述第三數字電壓計進行顯示；

所述系統還包括用于取樣監測所述測試恒流源模塊輸出電流的第一取樣電阻(R_ts)及第一數字電壓計(401)，用于取樣監測所述驅動恒流源模塊輸出電流的第二取樣電阻(R_ds)及第二數字電壓計(501)。

進一步地，所述延時采樣電路包括串聯連接的第一計數器和第二計數器，所述第一計數器和第二計數器的時鐘端連接晶振，所述晶振輸出時鐘信號，所述第一計數器(U201)和第二計數器(U202)的輸出端分別連接與第一非門(U203)的兩個輸入端相連，構成一個分頻電路，所述第一與非門的輸出端連接第二與非門的一輸入端，所述分頻電路輸出采樣脈沖至所述第二與非門(U204)，單刀雙擲開關(S201)的動端連接參考電壓+12V，一個不動端子為標定端，另一個不動端子為測試端，所述標定端懸空連接呈高阻態，所述測試端連接所述第二與非門的二輸入端，第一濾波電阻(R201)串聯第一濾波二級管(D201)，第二濾波電阻(R202)和所述第一濾波電容分別連接所述單刀雙擲開關的測試端到地，用于濾除雜波和狀態提示。

第三電阻(R203)和第一電容(C203)構成的充放電回路與第三與非門(U204)輸出端相連，通過第四與非門(U205)和第一或非門(U207)構成的與或運算電路輸出延時采樣信號，通過第二或非門(U206)和第三或非門(U208)構成的或運算電路輸出驅動脈沖信號；所述待測LED的P端連接至由第一運放(A201)構成的電壓跟隨器的同相端，所述第一運放(A201)的輸出連接由第四電阻(R204)，模擬開關A和第二電容(C204)構成的模擬采樣電路，所述的模擬開關A的控制端連接所述的延時采樣脈沖信號，所述的模擬開關A的輸出接至由第二運放(A202)構成的電壓跟隨器的同相輸入端，輸出采樣信號；

當所述的單刀雙擲開關(S201)置于標定端時，第三與非門(U204)在一端為低電平輸入下，輸出為高電平，所述的延時采樣脈沖和所述的驅動脈沖信號均為高電平，模擬開關A導通，采樣信號為待測LED的正向電壓；

當所述的單刀雙擲開關S201置于測試端時，所述的第三與非門U204輸出為所述的占空比為1％的采樣脈沖，在所述的延時采樣脈沖信號高電平周期，模擬開關A導通，輸出待測發光二級管的正向電壓，在所述的延時采樣脈沖信號低電平周期，模擬開關A截止，采樣信號進入保持狀態。