[發(fā)明專利]功率型LED熱學特性測量溫控平臺

有效

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• 申請日: 2014-07-18
• 公開（公告）號: CN104090599A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設計）人: 范賢光;吳景林;胡振邦;闕靖;王海濤;梁駿
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G05D23/19
• 分類號: G05D23/19
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發(fā)明涉及功率型LED熱學特性的檢測，尤其是涉及一種功率型LED熱學特性測量溫控平臺。

背景技術

作為照明光源，LED半導體照明產(chǎn)業(yè)鏈中的各個環(huán)節(jié)的技術水平共同決定了產(chǎn)品的最終性能和應用。如高效能發(fā)光材料的研制、芯片的制造工藝、器件的封裝技術、生產(chǎn)過程中的測試技術等都構成了至關重要的影響。其中的測試技術更是直接影響了研發(fā)、設計和生產(chǎn)的各個過程。測試技術和測試設備的先進程度影響并間接決定了發(fā)光二極管生產(chǎn)的能力和水平，關系到LED照明技術的推廣和發(fā)展。

當前，大功率LED作為半導體照明產(chǎn)品的主力軍已被全面應用于生產(chǎn)與生活的各個方面。但受當前的材料、封裝和工藝等技術水平所限，大功率LED器件輸入電功率中只有大約15％～30％的能量轉化為發(fā)光功率，很大部分的能量都轉化為熱能，因此功率型LED的散熱問題非常突出，發(fā)熱嚴重影響其整體的性能和效率，導致半導體PN結的發(fā)光特性和電學特性發(fā)生顯著變化，這也是目前其在通用照明領域存在的最大技術難題。因此功率型LED的熱特性參數(shù)檢測異常重要。

在LED熱特性檢測中，如何對溫度、電流、電壓進行精確測量和控制，以此推算結溫和熱阻等熱學參數(shù)并進行合理的散熱設計是提高LED整體性能的關鍵因素，也是LED器件封裝工藝和應用設計須首要解決的核心問題。

熱特性的測量最關鍵的因素之一是對溫度的監(jiān)測和控制，設計一個高效穩(wěn)定的溫度控制和監(jiān)測平臺，可以大大提高熱特性檢測的精確度。目前在對LED進行熱特性檢測時，通常使用恒溫箱作為溫控裝置(肖煒,劉一兵.一種測量功率型LED熱阻的方法[J].低溫與超導,2011,39(6):80-82)。恒溫箱雖然溫度控制精確，但是其體積較大，而且需要把器件放入其中，導線連接等都操作不便。最重要的是，器件放入保溫箱內就難以對其發(fā)光特性進行同步檢測，具有很大局限性。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于針對背景技術中提到的存在問題，提供體積小、操作簡單、控制溫度范圍大，可與其他儀器或電路配合使用的一種功率型LED熱學特性測量溫控平臺。

本發(fā)明設有LED夾持裝置、導熱熱沉、溫度傳感器、上熱電制冷器、下熱電制冷器、隔熱膠層、散熱熱沉、電氣接口、基座和散熱風扇；

所述導熱熱沉表面設有與LED外形相似的凹臺，凹臺的兩翼底面貼有絕緣膠層，凹臺的兩側面端設有螺紋孔，凹臺的正中間設有盲孔，盲孔內設有彈簧，溫度傳感器放置在盲孔內并位于彈簧的頂部，溫度傳感器的2根引腳導線從設于盲孔底部的通孔穿出并與電氣接口連接；凹臺與LED底面的金屬熱沉貼合；

所述LED夾持裝置設有左棒和右棒，左棒的內端設有左半凸輪，左棒的外端設有左手動轉輪；右棒的內端設有右半凸輪，右棒的外端設有右手動轉輪；LED夾持裝置安裝在凹臺兩側的螺紋孔處，并通過旋轉左手動轉輪帶動左半凸輪和旋轉右手動轉輪帶動右半凸輪壓緊LED的引腳；與左半凸輪相連的導線穿過空心左棒和左手動轉輪接電氣接口，與右半凸輪相連的導線穿過空心的右棒和右手動轉輪接電氣接口；

下半導體制冷器的底面與散熱熱沉相連，散熱熱沉底部與散熱風扇相連，散熱熱沉和散熱風扇固定在塑料基座上，塑料基座上安裝有電氣接口，電氣接口設有與LED兩個引腳相連的電路接口、驅動上半導體制冷器和下半導體制冷器制冷或加熱的驅動電流接口、與溫度傳感器相連的溫度采集接口、驅動風扇轉動的電源接口。

所述散熱熱沉可采用銅質梳狀散熱熱沉。

所述散熱熱沉和散熱風扇可通過螺釘固定在塑料基座上。

所述上半導體制冷器、下半導體制冷器與導熱熱沉外表面均可覆蓋隔熱膠層，以減小周圍環(huán)境溫度對系統(tǒng)溫度控制的影響。

本發(fā)明的功能齊全，既可以控制溫度又可以測量實時溫度還能夠驅動LED發(fā)光進行檢測。同時本發(fā)明結構簡潔緊湊，體積小。溫控臺在LED透鏡以上的光照空間內，沒有任何的遮擋物，方便同時使用該平臺對LED進行光功率或光照度等方面的測量。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的常用大功率LED封裝外形圖。

圖2是本發(fā)明實施例的結構組成示意圖。

圖3是本發(fā)明實施例的導熱熱沉剖面結構示意圖。

圖4是本發(fā)明實施例的導熱熱沉俯視結構示意圖。

圖5是本發(fā)明實施例的手動轉輪、半凸輪的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。