专利名称：一种非接触式大功率led结温测试方法
技术领域：
本发明涉及照明灯具领域，具体涉及一种非接触式大功率LED结温测试方法。
背景技术：
LED因其体积小、可靠性高、寿命长、效率高的优点，已逐渐被市场认可并且越来越受到欢迎。在许多领域特别是半导体照明领域中得到广泛应用，然而LED器件的结温检测和散热是一个突出的问题，也是LED应用必须解决的难题。结温作为衡量LED器件使用性能优劣的重要参数，是LED器件工程应用中可靠性测量的核心要素，准确测量半导体LED的结温具有重要的实际意义。目前，测量结温的方法通常有以下几种:1、正向电压法:利用LED电输运的温度效应，在恒定电流的条件下，得到正向电压与结温的线性关系；2、管脚法:是利用LED的管脚温度，通过耗散功率和热阻系数求得结温；3、蓝白比法:是一种非接触的测量方法，是利用白光LED电致发光光谱中蓝光与白光的功率比值来测量结温；4、红外摄像法:是使用红外测温仪来表征器件表面温度分布。在这些方法中，正向电压法是目前最普遍使用的一种结温测量方法，其具有非接触、操作方便、测量精度高等优点。根据采用测试电流的不同可将基于正向压降的结温测试方法分为小电流K系数法和脉冲大电流法。小电流K系数法利用LED电输运的温度效应，通过测量工作电流下的正向压降来确定结温。此法首先要测量LED在较小电流下(一般取IOmA)的K系数，然后使LED处于正常工作状态，每隔一定的时间断开电源，给LED —个测试小电流脉冲，测出LED的结电压，根据LED结电压的压降和测试电流对应的K系数来计算LED结温。脉冲大电流法是通过给LED器件注入恒定的方波电流窄脉冲，脉冲的幅度与实际额定工作电流相等，分别测量该LED器件在不同温度下的正向电压，得到一定电流下正向电压与温度的敏感系数，实际应用时，只要测量LED在额定工作电流下的结电压，利用温度敏感系数即可测量出LED的结温。脉冲大电流结温测量时的测试电流为工作电流。因此，脉冲大电流结温测试相比小电流测试更便于实际应用，但在传统的脉冲大电流结温测量中温度敏感系数测量时，为保持LED结温不变，在LED两端施加2 20us的脉冲工作电流，测量脉冲工作电流时的LED结电压，但结电压测量时对仪器的精度及采样速度要求较高，且操作复杂，不便于实际使用。
发明内容
本发明的目的在于提出一种非接触式大功率LED结温测试方法，其目的在于采用和传统脉冲大电流结温测试方法不同的结温改变方法，LED结温改变通过在LED两端施加正常工作电流和改变热沉温度来实现，从而克服传统脉冲大电流结温测量方法操作复杂和对测量仪器精度、采样速度要求高的不足。为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:一种非接触式大功率LED结温测试方法，其特征在于该方法包括以下步骤:A、得到小电流时LED结电压随温度变化的温度敏感系数曲线；B、为LED提供正常工作电流，温度平衡后测量LED结电压；C、将正常工作电流迅速切换至小电流，利用小电流结温测量方法测量此时LED结温；D、拟合不同热沉温度时的LED结温和结电压，得到此电流下的LED温度敏感系数；E、改变正常工作电流的数值，重复Bi，得到各工作电流下的LED温度敏感系数；F、实际工作状态下，测得LED结电压，根据该工作电流下的LED温度敏感系数即能得到此时LED结温。其中小电流为5 10mA，正常工作电流为20(T350mA。本发明提出非接触式大功率LED结温测试方法，通过在LED两端施加正常工作电流和改变热沉温度来改变LED结温，测得大电流、不同热沉温度下达到热平衡时LED结电压和LED结温，建立不同热沉温度时LED结温与结电压间关系，通过拟合多个LED结温和结电压，就能得到温度敏感系数。实际工作时，测得LED结电压，根据该工作电流下的温度敏感系数就能计算出结温。该测量方法能很好避免常用大电流结温测试方法中施加脉冲测试电流带来的结电压测试难题。本方法相比已有的大电流结温测试方法操作更简单，测量精度更高，易于实际使用。
图1为本发明非接触式大功率LED结温测试所采用的电路框图。图2为本发明的非接触式大功率LED结温测试流程示意图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于了解，下面结合图示与具体实施方式
，进一步阐述本发明。本发明提供的非接触式大功率LED结温测试方法包括基于小电流的K系数测量和基于脉冲大电流的LED温度敏感系数测量。如图1所示，结温测量电路包含一台温控装置
1、一台热瞬态测试仪2、一台个人计算机3。温控装置I用于控制热瞬态测试仪2中的热沉温度，其温控精度为±0.1°C，温度控制范围为20Π10 。热瞬态测试仪2用于测量LED的热特性。个人计算机3用于对温控装置I和热瞬态测试仪2的控制。其中温控装置1、热瞬态测试仪2和个人计算机3及其连接关系和工作原理均为现有技术，在此不再赘述。本发明提出的非接触式大功率LED结温测试方法，具体流程见图2，其具体测试分析过程包括如下步骤:
A.利用基于小电流K系数测量方法，得到5mA测试电流时LED结电压随温度变化的温度敏感系数曲线。具体步骤包括:
1)将待测LED焊接在铝基板上，然后将铝基板固定在热瞬态测试仪的热沉上，在铝基板和热沉间涂抹导热胶，保证铝基板和热沉间热量的充分交换；
2)通过计算机将温控装置的温度初始设定为25°C；
3)热交换时间持续30分钟左右，认为30分钟热交换后LED的结温和恒温箱温度相等，在LED两端加上5mA测试电流，记录该温度时LED的正向电压值；
4)将恒温装置温度分别 设定为50°C、75°C，重复步骤3)；
5)利用最小二乘法对测得的温度、电压数据进行拟合，得到5mA测试电流时LED结电压随温度变化的温度敏感系数曲线。B.为LED提供正常工作电流，温度平衡后测量LED结电压。具体步骤包括:
1)为LED提供工作电流，初始为350mA；
2)通过计算机将温控装置的热沉温度初始设定为20°C；
3)等待30min，让LED和热沉间达到热平衡，测量并记录LED结电压；
C.将大电流迅速切换至5mA小电流，利用小电流结温测量方法测量此时LED结温。具体步骤包括:
1)将大电流迅速切换至5mA小电流，快速测量切换后LED的结电压；
2)利用结电压根据步骤A测得的5mA时温度敏感系数曲线得到此时LED结温，记录LED结温；
D.拟合不同热沉温度时的LED结温和结电压，得到此大电流下的LED温度敏感系数。具体步骤包括:
1)将热沉温度依次设置为301:、401:、501:、601:、701:，重复步骤2、步骤3;
2)拟合不同热沉温度时的LED结温和结电压，得到此大电流下的LED温度敏感系数，记录该电流下的LED温度敏感系数；
E.改变正常工作电流，依次设置为300mA、250mA、200mA，重复步骤Bi，得到不同工作电流下的LED温度敏感系数；
F.实际工作状态下，测得LED结电压，根据该工作电流下的LED温度敏感系数计算出此时LED的结温。通过以上步骤可以对LED结温测试，为半导体照度灯具的热特性研究提供有效测试手段。以上对本发明所提供的一种非接触大功率LED结温测试方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种非接触式大功率LED结温测试方法，其特征在于该方法包括以下步骤:A、得到小电流时LED结电压随温度变化的温度敏感系数曲线；B、为LED提供正常工作电流，温度平衡后测量LED结电压；C、将正常工作电流迅速切换至小电流，利用小电流结温测量方法测量此时LED结温；D、拟合不同热沉温度时的LED结温和结电压，得到此电流下的LED温度敏感系数；E、改变正常工作电流的数值，重复Bi，得到各工作电流下的LED温度敏感系数；F、实际工作状态下，测得LED结电压，根据该工作电流下的LED温度敏感系数即能得到此时LED结温。
2.根据权利要求1所述的非接触式大功率LED结温测试方法，其特征在于:其中小电流为5 10mA，正常工作电流为20(T350mA。
3.根据权利要求1所述的非接触式大功率LED结温测试方法，其特征在于:步骤A为利用基于小电流K系数测量方法，得到5mA测试电流时LED的温度敏感系数曲线，具体包括以下步骤: 1)将待测LED焊接在铝基板上，然后将铝基板固定在热瞬态测试仪的热沉上，在铝基板和热沉间涂抹导热胶，保证铝基板和热沉间热量的充分交换； 2)通过将温控装置的温度初始设定为25°C； 3)热交换时间持续30分钟左右，认为30分钟热交换后LED的结温和恒温箱温度相等，在LED两端加上5mA测试电流，记录该温度时LED的正向电压值； 4)将温控装置温度分别设定为50°C、75°C，重复步骤3)； 5)利用最小二乘法对测得的温度、电压数据进行拟合，得到5mA测试电流时LED结电压随温度变化的温度敏感系数曲线。
4.根据权利要求1所述的非接触式大功率LED结温测试方法，其特征在于:步骤B包括以下步骤: 1)为LED提供工作电流，初始为350mA； 2)将温控装置的热沉温度初始设定为20°C； 3)等待30min，让LED和热沉间达到热平衡，测量并记录LED结电压。
5.根据权利要求1所述的非接触式大功率LED结温测试方法，其特征在于:步骤C包括以下步骤: 1)将大电流迅速切换至5mA小电流，快速测量切换后LED的结电压； 2)利用结电压根据5mA时温度敏感系数曲线得到此时LED结温，记录LED结温。
6.根据权利要求1所述的非接触式大功率LED结温测试方法，其特征在于:步骤D包括以下步骤: 1)将热沉温度依次设置为301:、401:、501:、601:、701:，重复步骤8、步骤(:； 2)拟合不同热沉温度时的LED结温和结电压，得到此大电流下的LED温度敏感系数，记录该电流下的LED温度敏感系数。
7.根据权利要求1所述的非接触式大功率LED结温测试方法，其特征在于:步骤E为改变正常工作电流，依次设置为300mA、250mA、200mA，重复步骤B、步骤C、步骤D，得到不同工作电流下的LED温度敏感系数。
全文摘要
本发明涉及一种非接触大功率LED结温测试方法，该方法包含以下步骤A、得到小电流时LED结电压随温度变化的温度敏感系数曲线；B、为LED提供正常工作电流，温度平衡后测量LED结电压；C、将正常工作电流迅速切换至小电流，利用小电流结温测量方法测量此时LED结温；D、拟合不同热沉温度时的LED结温和结电压，得到此电流下的LED温度敏感系数；E、改变正常工作电流的数值，重复B~D，得到各工作电流下的LED温度敏感系数；F、实际工作状态下，测得LED结电压，根据该工作电流下的LED温度敏感系数即能得到此时LED结温。本方法相比已有的大电流结温测试方法操作更简单，测量精度更高，易于实际使用。
文档编号G01K11/00GK103162856SQ20111042586
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者曾庆兵, 冉剑 申请人:上海航空电器有限公司