[發(fā)明專利]大功率LED器件的綜合控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410566794.8
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN105592604B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發(fā)明（設計）人: 徐飛;蔡勇;時廣軼;張亦斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙)32256
• 代理人: 王鋒

技術領域

本發(fā)明涉及LED的控制系統(tǒng)，尤其涉及一種大功率LED器件的綜合控制方法及系統(tǒng)。

背景技術

上世紀60年代第一只LED產(chǎn)品在美國誕生，它的出現(xiàn)給人們的生活帶來了很多光彩，由于LED具有壽命長、低功耗、綠色環(huán)保等優(yōu)點，與之相關的技術發(fā)展得非常迅速。它已經(jīng)成為“無處不在”與我們的生活息息相關的光電器件和光源，比如手機的背光，交通信號燈，大屏幕全彩顯示屏和景觀亮化用燈等等。

隨著LED的應用范圍日益擴大，特別是近年來高功率超高亮度LED的問世，大大拓展了LED的應用領域，高光效LED市場正由顯示領域向照明領域擴展。目前LED的發(fā)光率僅能達到20％～30％，也就是說還有70％～80％的熱量轉(zhuǎn)換成了熱能，高性能LED光學性能和可靠性的提高，都依賴于芯片的結(jié)溫控制。具體而言，結(jié)溫對芯片性能的影響主要表現(xiàn)在如下幾個方面：其一，高溫導致LED永久老化；其二，結(jié)溫上升，VF成線性下降；其三，結(jié)溫上升時，LED的發(fā)光波長變長，顏色發(fā)生紅移；其四，隨著LED溫度上升，光通量下降。因而，如何監(jiān)控結(jié)溫，尤其是實時的結(jié)溫監(jiān)控，已經(jīng)成為制約LED應用而又急待解決的問題。

目前，為了實現(xiàn)對LED結(jié)溫的監(jiān)控，通常需要復雜的裝置，例如，需要在LED器件的驅(qū)動電路中增設溫度傳感芯片等，并輔以其它元件，這會使LED器件結(jié)構更為復雜，增加成本，并降低了LED器件的穩(wěn)定性，也不利于LED器件的小型化，而且不適于晶圓級LED器件(一種典型晶圓級LED器件的拓撲結(jié)構可參閱圖1)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種大功率LED器件的綜合控制方法及系統(tǒng)，以實現(xiàn)對于高壓、超高壓LED，特別是晶圓級LED器件的低成本、高效率的結(jié)溫控制，并優(yōu)化大功率LED器件的工作性能，以克服現(xiàn)有技術的缺陷。

為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案包括：

一種大功率LED器件的綜合控制方法，包括：

測算所述LED器件的正向壓降在選定時段內(nèi)的變化值ΔV_f，即，

ΔV_f＝V_{LED_now}-V_LED，

其中，V_{LED_now}為選定時刻LED器件的工作電壓，V_LED為LED器件的初始工作電壓；

再依據(jù)下式：

ΔT＝ΔV_f/k

獲得與所述LED器件配合的冷卻液溫度變化量ΔT，亦即獲得所述LED器件的溫度變化量，其中k為常數(shù)；

若ΔT超過限定值T₁，則：

通過一控制模塊提高所述冷卻液的流量和/或流速，從而使所述LED器件的溫度變化量降低到設定值T₂以下；

和/或，通過一控制模塊調(diào)整所述LED器件的工作電壓，從而使所述LED器件的溫度變化量降低到設定值T₂以下。

進一步的，所述綜合控制方法包括：

在所述LED器件內(nèi)接入恒流功能組件，使并聯(lián)于所述LED器件內(nèi)的復數(shù)發(fā)光單元組與所述恒流功能組件配合形成等效的恒流模塊，進而使每一發(fā)光單元組的工作電流相等；

提供穩(wěn)壓電源模塊，至少用以向所述LED器件提供驅(qū)動電壓；

提供A/D模塊，至少用以采集所述LED器件的工作電壓和工作電流；

提供D/A模塊，至少用以向所述穩(wěn)壓電源模塊和恒流功能組件輸出控制信號；

以及，提供控制模塊，至少用以依據(jù)所述A/D模塊采集的信號，向所述D/A模塊以及冷卻液液流調(diào)節(jié)機構發(fā)出指令，從而調(diào)整所述LED器件的工作電壓和/或工作電流和/或所述冷卻液的流量和/或流速。

一種大功率LED器件的綜合控制系統(tǒng)，包括：

接入大功率LED器件的恒流功能組件，用以與并聯(lián)于所述LED器件內(nèi)的復數(shù)發(fā)光單元組配合形成等效的恒流模塊，從而使每一發(fā)光單元組的工作電流相等；

穩(wěn)壓電源模塊，至少用以向所述LED器件提供驅(qū)動電壓；

A/D模塊，至少用以采集所述LED器件的工作電壓和工作電流；

D/A模塊，至少用以向所述穩(wěn)壓電源模塊和恒流功能組件輸出控制信號；

以及，控制模塊，至少用以依據(jù)所述A/D模塊采集的信號，向所述D/A模塊和與所述LED器件配合的冷卻液液流調(diào)節(jié)機構發(fā)出指令，從而調(diào)整所述LED器件的工作電壓和/或工作電流和/或冷卻液的流量和/或流速。