CN102305673A

CN102305673A - 一种测算led光源芯片结温的方法及专用装置

Info

Publication number: CN102305673A
Application number: CN201110136634A
Authority: CN
Inventors: 钟选书
Original assignee: WUHAN CHANGJIANG SEMICONDUCTOR LIGHTING TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: WUHAN CHANGJIANG SEMICONDUCTOR LIGHTING TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2012-01-04

Abstract

本发明涉及一种测算LED光源芯片结温的方法及专用装置，该方法步骤少、测算准确、方便，该专用装置结构简单、成本低。一种测算LED光源芯片结温的方法，根据LED光源芯片的正向电压值与结温有近似线性关系Tj＝KVd+T0，以水为热传媒质，选取0℃与100℃两个测试点，分别测出额定电流时的正向电压，由此得出K与T0的值，再测出LED光源芯片正常工作时的正向电压，算出结温。专用装置包括水箱、金属盒和空心管；空心管的下端和金属盒的内腔联通，空心管的管壁和金属盒壁密封连接。本方法选用水作为传热媒质，容易精确获取0℃与100℃这两个温度点，保证测试结果的准确性；且采用水作为传热媒质，不损害或污染被测对象。

Description

一种测算LED光源芯片结温的方法及专用装置

技术领域

本发明涉及涉及测试方法，特别是测算LED光源芯片结温的方法及专用装置。

背景技术

随着LED芯片技术的迅速发展，LED在照明领域的节能效果明显，LED照明应用越来越广泛。众所周知，LED芯片的基本结构是一个半导体的P-N结，我们把P-N结的温度定义为LED的结温，通常由于LED芯片均具有很小的尺寸，因此我们把LED光源芯片的温度视之为结温。研究发现，LED光源芯片的正向电压与结温有近似线性关系：Tj＝KVd+T0(其中Tj为结温，Vd为正向电压，K为温度系数，T0为温度常数)。更进一步发现，LED光源芯片的寿命与其工作结温关系密切。因此如何预测LED光源芯片寿命成为LED灯具开发的一个重要问题。公开号为CN201212842，公开日为2009年3月25日，专利名称为一种大功率LED结温测量装置的专利公开了一种测试结温的装置，但该装置结构复杂，成本高，不易推广应用。公开号为CN1786690，公开日为2006年6月14日，专利名称为一种检测氮化镓基半导体发光二极管结温的方法的专利，公开了一种测试结温的方法，但该方法步骤多，操作麻烦。我们亟待一种操作步骤少、测算方便、准确的测算结温的方法，以及一种结构简单，成本低廉的测算结温用装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能快速测算LED光源芯片结温的方法，以及在该方法中的装置，该方法步骤少、测算准确、方便，该装置结构简单、成本低。

本发明所采用的技术方案是：一种测算LED光源芯片结温的方法，包括如下步骤：

步骤(1)、将LED光源芯片放在一金属盒内，准备用于盛放水的水箱；

步骤(2)、测得正向电压的步骤，它包括：

在水箱内加入冰水混合物，此时水温为0℃时，将金属盒置于水箱内的水平面以下，向金属盒内的LED光源芯片施加额定电流，测得结温Tj1为0℃时的正向电压Vd1；

和，

向水箱内加入水，加热使水沸腾，此时水温为100℃，将金属盒置于水箱内的水平面以下，向金属盒内的LED光源芯片施加额定电流，测得结温Tj2为100℃时的正向电压Vd2；

步骤(3)、根据公式Tj1＝KVd1+T0和Tj2＝KVd2+T0计算出LED光源芯片结温公式中的温度系数K与温度常数T0；

步骤(4)、将LED光源芯片装配于灯具中，使灯具在正常的工作环境下点亮，测出LED光源的正向电压Vd，通过公式Tj＝KVd+T0测算出LED光源芯片在正常工作下的结温Tj；

所述金属盒为用于隔离LED光源芯片和水的金属盒。

为了得到更准确的结温，进一步的方案是，步骤(1)中，LED光源芯片通过导热胶粘接在金属盒内。

以上所述步骤(2)中，将金属盒置于水箱内的水平面以下30分钟以后，再向金属盒内的LED光源芯片施加额定电流。

为了得到更准确的结温，进一步的方案是，步骤(4)中，使灯具在正常的工作环境下点亮2小时以后，再测出LED光源的正向电压Vd。

本发明还提供了一种测算LED光源芯片结温的专用装置，它包括：用于盛放水的水箱、密封的金属盒和供导线穿过的空心管；空心管的下端和金属盒的内腔联通，空心管的管壁和金属盒壁密封连接；金属盒置于水箱内的水平面以下时，空心管的上端高于水平面。

为了达到更好的效果，进一步的方案是，水箱上设有盖板，盖板上开有孔，空心管的上端从所述的孔中穿出。

为了达到更好的效果，更进一步的方案是，所述的所述水箱壁外层为保温层。

本发明的原理为：根据公式Tj＝KVd+T0(Tj为结温，Vd为正向电压(正向压降)，K为温度系数，T0为温度常数)，只要找到合适的两个点(Tj1，Vd1)，(Tj2，Vd2)，就能算出T0与K，通过这个线性方程就能算出LED光源芯片正常工作时的正向电压为Vd的结温Tj。本发明以水为热传媒质，选取0℃与100℃两个测试点，分别测出额定电流时的正向电压Vd1、Vd2，计算出T0与K的值，再测出LED光源芯片正常工作时的正向电压Vd，利用Tj＝KVd+T0求出Tj，即求出LED光源芯片的结温。

本发明的有益效果在于：1、方法中选用水作为传热媒质，具有三大好处：一是水能快速传递与均衡测试环境的温度，从而保证LED光源芯片结温与水温基本相同，保证了测试结果的准确性；二是在标准大气压下，水容易精确获取0℃与100℃这两个温度点，这样使测量结果准确；三是采用水作为传热媒质，不损害或污染被测对象，与硅油等传热媒质相比具有显著的效果，因为硅油易污染被测对象，不易清洗，且成本高。2、方法步骤少、测算准确、方便。3、本方法用的专用装置结构简单、实用，成本低。一般需要做结温测试的单位都有光源光电参数测试系统，可以共用该系统的电源与测试软件做结温测试，测试成本低。4、采用金属盒，导热效果好，使测算更准确。

附图说明

图1是本发明方法用金属盒的结构示意图。

图2是本发明方法用水箱的结构示意图。

图3是本发明测试设备连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的实施例。

准备器材：测算LED芯片结温的专用装置、精密电源、计算机、光源模块30、LED光源芯片。

其中，参见图1和图2，测算LED光源芯片结温的专用装置包括：用于盛放水的水箱10、密封的金属盒20和供导线穿过的空心管21；所述的金属盒20为一个比LED光源芯片30尺寸稍大的方形金属盒，金属盒20的一面有开口，以便装入LED光源芯片30；开口上的盒盖22与金属盒20之间使用耐高温(100℃以上)材料的密封圈密封，这样保证金属盒20可在沸水中长期工作。所述的空心管21的下端和金属盒20的内腔联通，空心管21的管壁和金属盒20壁密封连接，空心管用于将LED光源芯片30的电源线31穿出；金属盒20置于水箱10内的水平面以下时，空心管21的上端高于水平面。水箱10上设有盖板14，盖板14上开有孔，空心管21的上端从所述的孔中穿出。水箱10上设有加热模块，所述的加热模块为通过市电加温的电加热层12，电加热层12与带有可调节输入功率的电源线13连接，且该电加热层12均匀分布于水箱10内层。所述水箱壁外层为保温层11，起绝缘、保温和支撑整个水箱的作用。

精密电源的电流精确度为0.1mA，电压表分辨力为0.1mV，电压表准确度为±1mV；精密电源外接自动测试系统。

计算机装有测试软件，自动设置参数，自动测试数据，可连续快速测试；稳流时间小于100ms，完成一次测试时间大约需要300ms。

参见图1、图2和图3，一种测算LED光源芯片结温的方法，包括如下步骤：

步骤(1)、LED光源芯片30的电源线31通过金属盒20上的空心管21穿出，LED光源芯片30与金属盒20通过优良的导热胶(暴康宁出品的PC-5625)粘接，这样使得LED光源芯片30各部分温度均衡且与金属盒20的温度相同；然后将金属盒20放入盛水的水箱10中，空心管21通过水箱10上的孔伸出，将空心管21中的电源线与精密电源4连接，精密电源4与装有测试软件的计算机5连接。

步骤(2)、测得正向电压的步骤，它包括：

在水箱内加入冰水混合物，此时水温为0℃时，将金属盒置于水箱内的水平面以下30分钟以后，向金属盒内的LED光源芯片施加额定电流，施加电流时间50-100ms，测得结温Tj1为0℃时的正向电压Vd1；

和，

向水箱内加入水，加热使水沸腾，此时水温为100℃，将金属盒置于水箱内的水平面以下30分钟以后，向金属盒内的LED光源芯片施加额定电流，施加电流时间30-100ms，测得结温Tj2为100℃时的正向电压Vd2；

步骤(4)、将LED光源芯片装配于灯具中，使灯具在正常的工作环境下点亮2小时以后，测出LED光源的正向电压Vd，通过公式Tj＝KVd+T0测算出LED光源芯片在正常工作下的结温Tj。

所述金属盒为用于隔离LED光源芯片和水的金属盒。

以上所述的水箱可以为两个，一个水箱内保持水温为0℃，另一个水箱内保持水温为100℃；也可以为一个，只是这个水箱带有加热模块，当需要水箱中的水的温度为100℃时，只需用加热模块加热到沸腾状态，始终使水处于刚好沸腾的状态，这样就得到准确的100℃。

以上所述的实施例仅为了说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的范围并不仅局限于上述具体实施例，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种测算LED光源芯片结温的方法，其特征在于：它包括如下步骤：

步骤(2)、测得正向电压的步骤，它包括：

和，

所述金属盒为用于隔离LED光源芯片和水的金属盒。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，LED光源芯片通过导热胶粘接在金属盒内。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，将金属盒置于水箱内的水平面以下30分钟以后，再向金属盒内的LED光源芯片施加额定电流。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(4)中，使灯具在正常的工作环境下点亮2小时以后，再测出LED光源的正向电压Vd。

5.根据权利要求1中所述的方法所使用的专用装置，其特征在于：它包括：用于盛放水的水箱、密封的金属盒和供导线穿过的空心管；空心管的下端和金属盒的内腔联通，空心管的管壁和金属盒壁密封连接；金属盒置于水箱内的水平面以下时，空心管的上端高于水平面。

6.根据权利要求5所述的专用装置，其特征在于：水箱上设有盖板，盖板上开有孔，空心管的上端从所述的孔中穿出。

7.根据权利要求5或6所述的专用装置，其特征在于：所述水箱壁外层为保温层。