[發明專利]一種LED四熱阻檢測裝置及其計算方法

在審

• 申請號: 201810039834.1
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108008277A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 靳斌;段秀娟;黃永晶;康健
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

現有的LED熱阻測量只是測LED到散熱片的傳導熱阻和散熱片到空氣的對流熱阻，而沒有測量LED的PN結到LED上表面的傳導熱阻和LED上表面到空氣的對流熱阻，本發明是一種基于LED四熱阻檢測裝置的熱阻計算方法。該熱阻計算方法為窮舉粒子群尋優算法，同時該檢測裝置包括：2個恒流源，1個可控開關元件，3個溫度傳感器，1個電流傳感器，1個電壓傳感器，1個恒溫箱，測控單元。可以得到LED燈珠的結溫和LED的4個熱阻，為LED應用、LED散熱器的設計、LED壽命評估提供更可靠的熱阻數據。

技術領域

本發明涉及LED熱阻研究領域，尤其涉及一種LED四熱阻檢測裝置及其計算方法。

背景技術

隨著科學技術的不斷發展，大功率LED 燈的運用越來越廣泛，對LED散熱檢測要求也越來越高。

LED結溫直接決定LED的壽命和可靠性，LED所工作環境的散熱性能一般是用熱阻評價，其熱阻越大，LED的結溫越高。

現有技術中對LED熱阻的研究僅僅考慮LED晶片到散熱器的傳導熱阻和散熱器到空氣的對流熱阻，簡稱兩熱阻模型，如附圖2所示，并沒考慮LED燈在工作時出光表面溫度也很高，LED晶片到出光表面也有傳導熱阻，出光表面到空氣也有對流熱阻，這2個熱阻對LED散熱也有很大影響，所以現有技術中的兩熱阻測量法會導致對LED結溫分析不夠精確，從而影響LED壽命評估。因此我們提出將上述4個熱阻一并檢測的方法，簡稱四熱阻測量法，并且利用窮舉粒子群尋優算法找出了最優四熱阻值。

現有技術中對LED熱阻的測量大多采取人工測量，自動化程度不高，誤差較大，如附圖3所示。

由此可見，現有的LED兩熱阻方法和裝置存在缺陷和不便，亟待加以進一步改進。本設計人經過長期研究，并經反復試作樣品，終于創設出確具實用價值的本發明。

發明內容

為了解決現有技術中的上述問題，本發明--一種LED四熱阻檢測裝置及其計算方法，所述LED四熱阻檢測裝置，其特征在于其包括：2個恒流源；1個可控開關元件；3個溫度傳感器；1個電流傳感器，串聯在所述LED模組的供電電路中，用于測量供電電路電流；1個電壓傳感器，與LED模組正負電極并聯用于測量所述LED模組的LED燈珠的正向輸入電壓；2個恒流源并聯，分別為小電流恒流源和大電流恒流源，用于給LED模組供電；恒溫箱，所述被測LED模組、3個溫度傳感器、電流傳感器、電壓傳感器放置其中；測控單元，用以接收3個溫度傳感器、電流傳感器、電壓傳感器的信號，計算所述LED燈珠的結溫和LED模組的4個熱阻，發出所述可控開關元件的控制信號。

進一步，所述3個溫度傳感器中第一個溫度傳感器a用于測量環境溫度，第二個溫度傳感器b固定在被測LED模組的散熱片上用于測量散熱片溫度，第三個溫度傳感器c固定在被測LED模組的LED燈珠上表面由于測量LED燈珠上表面封裝膠的溫度。

進一步，所述2個恒流源中小電流恒流源的輸出端接可控開關元件的輸入端A，大電流恒流源的輸出端接可控開關元件的輸入端B，可控開關元件的輸出端C接電流傳感器的正極，電流傳感器的負極接LED模組的正極，LED模組的負極接2個恒流源的負端，可控開關元件的控制端接所述測控單元，測控單元發出信號使可控開關元件接通一個所述的恒流源，同時斷開另一個恒流源。

進一步，所述2個恒流源中第一恒流源的工作范圍在1mA—100mA，第二恒流源的工作范圍在10mA—10A。

一種LED四熱阻計算方法，其特征在于應用所述LED四熱阻檢測裝置所測的3個溫度、1個電流、1個電壓，其特征在于包括以下步驟：a. 根據LED模組功率大小及實驗經驗進行四熱阻值和傳導功率流值范圍評估設定；b.用窮舉法搜索粗分辨率解；c.用粒子群尋優算法搜索精確解，從而計算出4個熱阻。