CN103424678A - 一种测量交流ac-led结温的测试系统及测试方法 - Google Patents

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张大伟
吴奉炳
张文君
翟保才
曹民
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Abstract

本发明公开了一种测量交流AC-LED结温的测试系统及测试方法。该系统包括计算机、由计算机控制的可编程脉冲电流源、恒温箱、温度计。目前脉冲法测试LED结温只可以应用到直流DC-LED中，本发明所提出的测试系统能够将测试直流DC-LED结温的脉冲法巧妙地推广到AC-LED的结温测试当中。本发明采用可编程脉冲电流源，可使系统结构简单、操作简便、易于测量，相比交流有效值估值法有更高的精确度。

Description

一种测量交流AC-LED结温的测试系统及测试方法
技术领域
本发明涉及LED设计及应用技术，涉及一种测量交流AC-LED结温的测试系统及测试方法。
背景技术
交流供电发光二级管（亦称为交流AC-LED）因为省去了成本不菲的AC/DC转换器和恒流源,更节能省电、更长寿、更有能效的高性价比，迅速向照明市场扩展。目前，普通直流DC-LED的理论与测试已比较完善，可以较为准确地测出结温。但是，交流AC-LED的电源是不断变化的，不能获得准确的电流或电压与结温之间的关系曲线，所以至今没有精确度相对较高的测试方法。
在已有的交流AC-LED结温测试实验中通常采用的有效值估测法。将LED放入恒温箱中，在点亮前使结温与恒温箱的温度相同。用已知交流电压点亮LED，检测出电流最大值，根据最大值估算电流有效值。多次在不同温度条件下得到对应的电流有效值，建立有效电流值与结温之间的关系曲线。关系确立后，要检测一个LED的结温，就可以室温条件下长时间点亮LED（即LED的结温稳定后），检测估算出此时电流有效值，在关系曲线中就可找出此有效值对应的结温。但是有效值估测法产生的误差高达20％,主要是由于LED有效值估算过程中的误差产生的。对不同的LED有不同的交流变化曲线，而对不同交流估算有效值的处理方式是相同的。可以知道传统交流AC-LED结温测试只是一种估算方法。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种测量交流AC-LED结温的测试系统及测试方法，以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。
本发明的原理：
在交流波形中选取合理的位置，加入单脉冲电流，测量单脉冲电流产生压降的真实值。
本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：
作为本发明的第一方面是提供一种测量交流AC-LED结温的测试系统，包括：计算机、可编程脉冲电流源、恒温箱、温度计相连接，所述交流AC-LED设置于所述恒温箱中；其中，所述恒温箱，用于对所述交流AC-LED进行加热；所述温度计，用于检测所述恒温箱的温度；所述计算机，用于控制所述可编程脉冲电流源；所述可编程脉冲电流源，由所述计算机控制控制，为所述恒温箱中的所述交流AC-LED入一个周期的脉冲电流模拟的正弦交流电流信号，并在所述正弦交流电流信号的零点位置加入一个单脉冲电流，所述单脉冲电流的脉冲幅值等于所述交流AC-LED工作时交流电流的有效值；以及所述可编程脉冲电流源，还用于检测所述交流AC-LED在预定温度下，所述单脉冲电流所引起的交流AC-LED正向压降的大小，得到所述正向压降与P-N结结温的关系值的拟合直线。
作为本发明的第二方面是提供一种测量交流AC-LED结温的测试系统的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）采用计算机进行编程，控制可编程脉冲电流源；
（2）用可编程脉冲电流源为恒温箱中的所述交流AC-LED入一个周期的脉冲电流模拟的正弦交流电流信号，并在所述正弦交流电流信号的零点位置加入一个单脉冲电流，单脉冲电流的脉冲幅值等于所述交流AC-LED工作时交流电流的有效值；
（3）使用恒温箱对所述交流AC-LED进行加热，直至所述恒温箱内的环境温度与所述交流AC-LED的结温相同，即热平衡；
然后使用所述恒温箱继续加热所述交流AC-LED加热到复数个预定温度，并使用温度计检测复数个温度的数值；
（4）使用所述可编程脉冲电流源检测所述交流AC-LED在复数个所述预定温度下，所述单脉冲电流所引起的所述交流AC-LED正向压降的大小，得到所述正向压降与P-N结结温的关系值的拟合直线；以及
（5）在室温条件下将被测交流AC-LED在脉冲电流模拟的正弦交流电流下点亮，当被测交流AC-LED温度稳定后，测试所述被测交流AC-LED的正向压降的值，根据步骤（4）所述拟合直线，得出结温；
本发明的有益效果：
本发明在模拟交流AC-LED正常工作的基础上，在交流AC-LED正常工作时的零点位置加入一个不会对其正常工作造成干扰的单脉冲信号。
其次，使得直流DC-LED结温测试中的脉冲法在交流AC-LED的结温测试得以利用，脉冲法能够较准确的展现真实工作状态下的P-N结的结温温度。更重要的原因是几乎还原了交流AC-LED的正常工作环境，利用编程来模拟出一个正弦交流电流信号，使得交流AC-LED在定标与测试的情况下都能够在正常工作电流下点亮，并且所测得的正向压降波形也尽可能的还原了一个正常工作状态下正弦波的形状。
这种新的交流AC-LED结温测试方法设备简单、操作简便，结温结果有极高的可靠性以及可参考性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为对交流AC-LED所输入的电流波形。
图3为测得的正向压降的拟合直线。
图4为对交流AC-LED使用脉冲模拟交流正弦电流点亮一个小时之后测得的电压波形图。
附图标记：
计算机100、可编程脉冲电流源200、恒温箱300、温度计400。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。
下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或厂商提供的条件进行。
实施例
一种测量交流AC-LED结温的测试系统
图1为本发明的结构示意图，如图1所示，一种测量交流AC-LED结温的测试系统，包括：计算机100、可编程脉冲电流源200、恒温箱300、温度计400。交流AC-LED设置于恒温箱300内。
一种测量交流AC-LED结温的测试系统的测试方法，包括以下步骤：
与脉冲法测量直流DC-LED结温相类似，首先对被测交流AC-LED进行一个定标的过程。在不同的温度下对交流AC-LED进行加热。等到热平衡后，就这个时候交流AC-LED的芯片是充分被加热，且交流AC-LED中的几块芯片的温度是相同的。近似的可以把此时的环境温度就看做是结温。为了模拟交流AC-LED正常工作的情况，加入一个周期的脉冲电流模拟的正弦交流电流信号，该正弦交流电流信号的有效值为40mA，同时在这个正弦交流电流信号的零点位置加入一个脉冲宽度为1ms的单脉冲电流，这个脉冲的幅值大小就等于这个交流AC-LED的工作时交流电流的有效值，即也为40mA。在这个时候测量这个单脉冲电流所引起的交流AC-LED正向压降的大小。重复以上步骤，测试30，35，40……90，95，100℃下的正向压降值。根据这些正向压降与P-N结结温的关系值就能拟合出一条直线。
将被测交流AC-LED在这个模拟交流电流信号下点亮一个小时左右，让其结温达到稳定。测试单脉冲电流所相对应的正向压降。
图2为对交流AC-LED所输入的电流波形。从图2中能看出正向压降在零点位置附近有一个很明显的波峰，这个点就是加入的单脉冲电流，这一点的电压值就是所需要测量的正向压降值。
图3为测得的正向压降的拟合直线，是对交流AC-LED使用进行脉冲法测量所测得的定标数据以及其拟合的直线。该拟合出来的直线方程为：
Vj＝-0.0599Tj+77.082。
图4为对交流AC-LED使用脉冲模拟交流正弦电流点亮一个小时之后测得的电压波形图。从图4中可以读出数据，在后一个单脉冲电流所对应的正向压降为71.53V。根据定标后拟合出的直线方程：Vj＝-0.0599Tj+77.082，可以计算出此时的结温为Tj=92.69℃。
以上对本发明的具体实施方式进行了说明，但本发明并不以此为限，只要不脱离本发明的宗旨，本发明还可以有各种变化。

Claims (2)

1.一种测量交流AC-LED结温的测试系统，其特征在于，包括：计算机、可编程脉冲电流源、恒温箱、温度计相连接，所述交流AC-LED设置于所述恒温箱中；
其中，所述恒温箱，用于对所述交流AC-LED进行加热；
所述温度计，用于检测所述恒温箱的温度；
所述计算机，用于控制所述可编程脉冲电流源；
所述可编程脉冲电流源，由所述计算机控制控制，为所述恒温箱中的所述交流AC-LED入一个周期的脉冲电流模拟的正弦交流电流信号，并在所述正弦交流电流信号的零点位置加入一个单脉冲电流，所述单脉冲电流的脉冲幅值等于所述交流AC-LED工作时交流电流的有效值；以及
所述可编程脉冲电流源，还用于检测所述交流AC-LED在预定温度下，所述单脉冲电流所引起的交流AC-LED正向压降的大小，得到所述正向压降与P-N结结温的关系值的拟合直线。
2.一种如权利要求1所述的一种测量交流AC-LED结温的测试系统的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）采用计算机进行编程，控制可编程脉冲电流源；
（2）用可编程脉冲电流源为恒温箱中的所述交流AC-LED入一个周期的脉冲电流模拟的正弦交流电流信号，并在所述正弦交流电流信号的零点位置加入一个单脉冲电流，单脉冲电流的脉冲幅值等于所述交流AC-LED正常工作时交流电流的有效值；
（3）使用恒温箱对所述交流AC-LED进行加热，直至所述恒温箱内的环境温度与所述交流AC-LED的结温相同；
然后使用所述恒温箱继续加热所述交流AC-LED加热到复数个预定温度，并使用温度计检测复数个温度的数值；
（4）使用所述可编程脉冲电流源检测所述交流AC-LED在复数个所述预定温度下，所述单脉冲电流所引起的所述交流AC-LED正向压降的大小，得到所述正向压降与P-N结结温的关系值的拟合直线；以及 
（5）在室温条件下将被测交流AC-LED在脉冲电流模拟的正弦交流电流下点亮，当被测交流AC-LED温度稳定后，测试所述被测交流AC-LED的正向压降的值，根据步骤（4）所述拟合直线，得出结温。 
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