CN103630851B - 一种led散热模块总热阻测量方法及测量系统 - Google Patents

一种led散热模块总热阻测量方法及测量系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种LED散热模块总热阻测量方法及测量系统,而提供一种方法简单、实用性强的测量方法及系统。该系统包括LED散热模块、环境模拟试验箱、温度记录仪和电源控制系统。环境模拟试验箱内有进口风压稳流室、测试风道和出口风压稳流室,测试风道与进口风压稳流室和出口风压稳流室连通;与进口风压稳流室相应的箱体上有空气进口,空气进口处有空气流驱动装置和空气加热装置;与出口风压稳流室相应的箱体上有空气出口;测试风道内有空气温度测试点,测试风道内有LED散热模块,LED散热模块的测温参考点和空气温度测试点处有测温探头,每个测温探头的温度信号输出端与温度记录仪的一路热电偶线连接。该系统操作简便,所得数据有效可靠。

Description

一种LED散热模块总热阻测量方法及测量系统
技术领域
[0001] 本发明涉及LED性能测试技术领域,特别是涉及一种LED散热模块总热阻测量方 法及测量系统。
背景技术
[0002] 大功率LED拥有低功耗、长寿命、体积小、响应迅速等一系列显著的性能优势,随 着其在多个照明领域的广泛应用,LED灯具已成为一种有望替代白炽灯、荧光灯和卤素灯等 传统光源的新型照明产品。由于LED的散热能力可直接影响其性能指标、使用寿命和工作 可靠性,因此,LED散热性能的分析至关重要。
[0003] 在LED散热性能分析中,总热阻数值的大小能客观衡量不同灯具结构及工况下的 散热能力,通常被视为一项关键的测量指标。
[0004] 目前,LED散热性能测量的散热模块为由多颗LED组成的散热模块,其总热阻的测 量原理及步骤为:首先,根据LED结温与测试电压间具备良好线性关系的特点,测得同批次 的单颗LED的电压温度系数K;然后,在散热模块中选定一颗LED为代表样品,并切断代表 样品两端的电路板连线,以假负载连接原有电路,而代表样品则连接测试端口;以相同的电 流驱动原有电路和代表样品,并通过电压温度系数K,由LED代表样品工作时的测试电压反 推测得其结温数据达到最终稳态时,由已知的环境温度TA、LED颗数N和代表样品发热 功率Qsin&,通过下式计算得到LED芯片至环境间的总热阻值& A:
[0005]
Figure CN103630851BD00041
[0006] 式中,LED代表样品的发热功率Qsingle近似等于输入电功率PE (驱动电压VF和电流 IF的乘积)的 〇• 7-0. 9 倍,S卩n=〇• 7-0. 9。
[0007] 然而,上述方法的实施存在以下缺点:(1)原有电路板连线受到了难以修复的破 坏;(2)假负载通常为电阻元件,其工作特性与LED的差异很大,并不能补偿原有电路的变 化;(3)LED代表样品仅为一颗,由于稳态温度场并非均匀分布,因此LED代表样品选定位置 的不同往往会表现出不同的芯片结温,其仅能代表所处位置的结温情况;(4)单颗LED的发 热功率Qsin_应等于输入电功率PE与发光功率的差值,而上述方法单纯地把热功率近似 等于电功率的〇. 7-0. 9倍,且具体倍率的设定存在较大的随意性,必然引入较大的测量误 差;(5)不能大范围调节环境温度和空气流速等关键影响参数,往往仅限于室温下的自然 对流情况,测试条件和所得结果较少,不便进行后续影响趋势的分析;(6)具备总热阻测量 能力的实验设备大多属于高值精密设备,使用者需经过长时间培训方能准确操作。
发明内容
[0008] 本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷,而提供一种测量方法简单、实 用性强的LED散热模块总热阻的测量方法。
[0009] 本发明的另一个目的是提供一种操作简便的LED散热模块总热阻的测量系统。
[0010] 为实现本发明的目的所采用的技术方案是:
[0011] -种LED散热模块总热阻的测量方法,包括下述步骤:
[0012] (1)将与待测LED散热模块中的LED灯珠生产批次相同的LED标定样品制成散热 模块,设定LED标定样品的电压温度系数为确定LED标定样品时测量并计算得到的电压温 度系数平均值,测量LED标定样品在不同驱动电流。下的输入电功率P£随LED标定样品结 温T;1变化的对应数据和发光功率1\随LED标定样品结温T;1变化的对应数据;所述LED标 定样品散热模块的结构与所述待测LED散热模块结构相同;
[0013] (2)根据单颗LED灯珠的发热功率与输入电功率和发光功率之间的关系得到LED 标定样品的发热功率Qsingw随LED标定样品结温Tp变化的对应数据,并线性拟合出LED标定样品在每一驱动电流Ip下以LED标定样品结温Tp为变量的LED标定样品的发热功率 (^一:的近似计算公式:
[0014] Q-^AXTji+B (1)
[0015] 公式(1)中:A为发热功率随LED结温变化系数,B为发热功率随LED结温变化常 数;
[0016] (3)将步骤(1)中组装的散热模块中的散热器取下,以与步骤(1)中相同的驱动电 流IF分别测量LED标定样品测温参考点温度TR1随LED标定样品结温T变化的对应数据, 并线性拟合出每一驱动电流IF下以测温参考点温度TR1为变量的LED标定样品结温Tn的 近似计算公式:
[0017] Tj^CXV+D (2)
[0018] 公式(2)中:C为LED结温随测温参考点温度变化系数,D为LED结温随测温参考 点温度变化常数;
[0019] (4)针对由N颗相同生产批次的LED待测样品制成的所述待测LED散热模块,以与 步骤(1)中相同的驱动电流IF驱动所述待测LED散热模块中的LED待测样品,在保持风速u 及环境温度TA-定的条件下,测量每个驱动电流IF下每颗LED待测样品与LED标定样品相 同位置测温参考点的温度TR2;根据公式(2),以每颗LED待测样品测温参考点的温度TR2代 替公式(2)中的LED标定样品测温参考点温度TR1,计算得到在不同驱动电流IF下每颗LED 待测样品的结温TI2,并计算在每个驱动电流。下N颗LED待测样品的平均结温巧;根据公 式(1 ),将公式(1)中的LED标定样品结温L用N颗LED待测样品的平均结温寫;代替,计 算得到在每个驱动电流IF下的N颗LED待测样品的平均发热功率泛_£;
[0020] (5)最终,根据公式(3)计算得到LED待测样品散热模块总热阻RjA:
[0021]
Figure CN103630851BD00051
[0022] 所述LED标定样品通过下述方法确定:选用任意抽取的与所述待测LED散热模块 中的灯珠生产批次相同的多颗LED灯珠,分别测量每颗LED灯珠的电压温度系数K,计算多 颗LED灯珠的电压温度系数K的平均值,选用与电压温度系数K平均值最接近的一颗LED 灯珠作为LED标定样品。
[0023] -种LED散热模块总热阻测量方法的测量系统,包括LED散热模块、环境模拟试 验箱、温度记录仪和电源控制系统,所述环境模拟试验箱包括底座和箱体,所述底座和箱体 之间密封安装;所述环境模拟试验箱内部设置有进口风压稳流室、测试风道和出口风压稳 流室,所述测试风道分别与所述进口风压稳流室和出口风压稳流室连通;与所述进口风压 稳流室相应的所述箱体上设置有空气进口,所述空气进口处安装有空气流驱动装置和空气 加热装置;与所述出口风压稳流室相应的所述箱体上设置有空气出口;所述测试风道内部 空气流动上游处设置有空气温度测试点,所述测试风道内部空气流动中下游处安装有所述 LED散热模块,所述LED散热模块的测温参考点和空气温度测试点处分别安装有测温探头, 每个所述测温探头的温度信号输出端分别与所述温度记录仪的一路热电偶线连接;所述测 试风道上设置有风速采样口,所述风速采样口通过硬质管道与所述风速测量装置连接;所 述电源控制系统包括LED驱动电源、空气流驱动电源和加热驱动电源,所述LED驱动电源、 空气流驱动电源和加热驱动电源均为具有调节和显示驱动电流及驱动电压功能的独立电 源。
[0024] 所述温度记录仪的数据输出端通过数据线与用于数据输入和计算及显示的计算 机连接。
[0025] 所述LED散热模块安装于样品承载腔内填充的保温材料的上表面,且仅有所述 LED散热模块中散热器露出在所述测试风道中。
[0026] 所述样品承载腔的侧壁上分别设置有用于所述温度记录仪的热电偶线和LED驱 动线穿过的穿线孔。
[0027] 所述LED散热模块包括一颗或多颗LED灯珠、电路板和散热器,每颗所述LED灯珠 经回流焊接在所述电路板上的串联电路中,所述电路板固定安装于所述散热器表面,所述 电路板与所述散热器之间设置有导热介质填充层,每颗所述LED灯珠的底座紧邻点处为测 温参考点。
[0028] 所述箱体由有机玻璃材料粘接而成。
[0029] 所述空气流驱动装置为风扇,所述空气加热装置为螺旋状缠绕的电阻丝,所述风 速测量装置为风压表。
[0030] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0031] 1、本发明的测量方法中,LED待测样品所在的电路板无需破坏而接入假负载,通过 预先测量并拟合出的不同驱动电流下发热功率、芯片结温分别与测温参考点温度的近似计 算公式,仅仅以易于测得的测温参考点的温度就可以合理确定所有LED的芯片结温和平均 发热功率,保证了总热阻测量数值的准确性。而且,测量方法简单,实用性强。
[0032] 2、本发明的测量系统操作简便,结构简单,成本低。
[0033] 3、本发明的测量系统具备LED驱动电流、空气流速和环境温度等关键影响因素的 稳定调节功能,测得对应工况下所有LED芯片的平均结温和散热模块总热阻随时间的变化 数值,便于考察各种关键影响因素对散热模块总热阻的影响趋势。
[0034] 4、本发明的测量系统所得实验数据有效可靠,展现的客观规律有助于对散热设计 与分析方法的学习和理解。
附图说明
[0035] 图1为所示本发明LED散热模块总热阻测量系统的示意图;
[0036]图2为所示图1中LED散热模块的结构示意图;
[0037] 图3所示为图1中环境模拟试验箱的结构示意图;
[0038] 图4所示为LED标定样品在9种不同驱动电流下输入电功率随结温变化的数据散 点图;
[0039] 图5所示为LED标定样品在9种不同驱动电流下发光功率随结温变化的数据散点 图;
[0040] 图6所示为LED标定样品在9种不同驱动电流下发热功率随结温变化的数据散点 图;
[0041] 图7所示为LED标定样品在9种不同驱动电流下结温随测温参考点温度变化的数 据散点图。
具体实施方式
[0042] 以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0043] 实施例
[0044] (1)LED灯珠电压温度系数的测量
[0045] 任意提取与待测LED散热模块中生产批次相同的4颗LED灯珠,分别置于 SSP8810-S型LED光色热电性能综合测试仪(此后简称:SSP8810-S型测试仪)的控温台上, 以10mA的测试电流分别得到控温台处于低温和高温T4寸LED的正向测试电压V#卩Vh, 进而通过式(1)计算出LED器件的电压温度系数K。具体数据见表1所示。
[0046]
Figure CN103630851BD00071
[0047] 表1LED灯珠的电压温度系数
[0048]
Figure CN103630851BD00072
[0049] 由表1可以看出,每颗LED灯珠均会测得4个M直,共4组数据。然而,在后续的 热、电、光参数测量中仅需要设定唯一的K值。为了保证系数K设定的准确性,最终取其平 均值-2. 2556mV/°C,并且1号LED灯珠更接近该平均值,因此,以1号灯珠作为LED标定样 品。
[0050] (2) LED标定样品关键物理参数的测量与关系式拟合
[0051]将LED标定样品、与待测LED散热模块相同材质的电路板和散热器组装成一个小 型散热模块,组装方法与待测LED散热模块相同。并置于SSP8810-S型测试仪的积分球中。 待设定了 -2. 2556mV/°C的K值后,在200mA至600mA范围内,以50mA的间隔分别设定驱动 电流并实施测量。每次测量的通电时间为50min,采样间隔3s。最终测得的9组结温及电功 率、光功率数据如图4和图5所示。图中自下而上分别为200mA、250mA、300mA、350mA、400mA、 450mA、500mA、550mA、600mA的数据。图中,表示LED标定样品结温,PE表示输入电功率, 表示发光功率。
[0052] 由于单颗LED的发热功率Qsingle并不能通过SSP8810-S型测试仪直接测得,而需要 以图4中的输入电功率PE与图5中的发光功率1\的差值加以表示:
[0053] Qsingle=PE-PL (2)。
[0054] 按照此方法处理数据后,得到LED标定样品在9种不同驱动电流下发热功率随结 温变化的数据散点图如图6所示。
[0055] 由图6可以看出,每一驱动电流下的数据散点分布呈现近似的线性关系,因此 在Origin软件中使用"FitLinear"功能,最终拟合得到了 9个发热功率与结温的近似 关系式,用A为发热功率随LED结温变化系数,B为发热功率随LED结温变化常数,记为 Qsinglel=AXL+B,测试结果分别为:
[0056] Qsinglel= -1. 66908 • Tji+1817. 8157,(IF= 600mA) (3)
[0057] Qsinglel= -1. 58846 • Tji+1643. 6857,(IF= 550mA) (4)
[0058] Qsinglel= -1. 35896 • Tji+1465. 5940,(IF= 500mA) (5)
[0059] Qsinglel= -1. 20836 • Tji+1295. 5245,(IF= 450mA) (6)
[0060] Qsinglel= -0• 96694 • Tn+1126. 9069,(IF= 400mA) (7)
[0061] Qsinglel= -0• 87238 • Tji+967. 64089,(IF= 350mA) (8)
[0062] Qsinglel= -0• 73189 • Tji+808. 04302,(IF= 300mA) (9)
[0063] Qsinglel= -0• 50099 • Tji+650. 67716,(IF= 250mA) (10)
[0064] Qsinglel= -0• 37042 • Tji+507. 24788,(IF= 200mA) (11)。
[0065] (3)LED标定样品结温与测温参考点温度的测量及关系式拟合
[0066] 首先,将步骤(2)中组装的小型散热模块中的散热器取下,并将温度记录仪中的 热电偶温度探头固定在LED标定样品底座旁边的与待测LED散热模块位置相同的测温参 考点位置上,再置于SSP8810-S型测试仪的控温台上,并选择"稳态结温测试"模式。由 SSP8810-S型测试仪提供的驱动电流分别设置为与步骤(2)中对应的9个驱动电流相同,且 每个电流下均分别设置11种控温台温度,每次测量的通电时间设为4min以使最终的温度 处于稳态。通过SSP8810-S型测试仪测得LED标定样品的结温T:1与温度记录仪同时测得 的测温参考点温度TR1之间的对应数据如图7所示。
[0067] 由图7可以看出,每一驱动电流下的散点分布同样呈现近似的线性关系,因此再 次采用"FitLinear"功能拟合出9个结温与测温参考点温度的近似关系式,C为LED结温 随测温参考点温度变化系数,D为LED结温随测温参考点温度变化常数,记为I^zCXV+D, 测试结果分别为:
[0068] Tj!= 0. 96107 •TR1+20. 78313, (IF= 600mA) (12)
[0069] Tj!= 0. 95426 •TR1+19. 48485, (IF= 550mA) (13)
[0070] Tj!= 1. 0796 •TR1+12. 5101, (IF= 500mA) (14)
[0071] Tj!= 1. 00548 •TR1+14. 49903, (IF= 450mA) (15)
[0072] Tj!= 1. 11135 •Tr1+8. 97139, (IF= 400mA) (16)
[0073] Tj!= 1. 12323 •TR1+7. 49332, (IF= 350mA) (17)
[0074] Tj!= 1. 19246 •TR1+4. 28608, (IF= 300mA) (18)
[0075] Tj!= 1. 42896 •TR1-4. 64882, (IF= 250mA) (19)
[0076] Tj!= 1. 43115 •TR1-6. 36309, (IF= 200mA) (20) 〇
[0077] (4)将N=6颗与LED标定样品生产批次相同的LED待测样品制成散热模块,以与步 骤(2 )中对应的9个驱动电流分别驱动待测LED散热模块中的LED待测样品,在保持风速为 1. 85m/s及环境温度为25±1. 0°C的条件下,测量每个驱动电流下每颗LED待测样品与LED 标定样品相同位置测温参考点的温度TR2,得到最终稳态时的具体数据见表2所示。
[0078] 表2LED散热模块测温参考点的温度
[0079]
Figure CN103630851BD00091
[0080] 根据公式(12)- (20),将公式(12)- (20)中的LED标定样品测温参考点温度V 用LED待测样品测温参考点温度TR2代替,计算得到在不同驱动电流IF下每颗LED待测样 品不同驱动电流下的结温TI2,并计算在每个驱动电流。下N颗LED待测样品的平均结温$ ,得到的具体数据见表3所示。
[0081 ] 表3LED散热模块的芯片结温
[0082]
[0083] 根据公式(3)- (11),将公式(3)- (11)中的LED标定样品结温、用N颗LED 待测样品的平均结温g代替,计算在每个驱动电流下的N颗LED待测样品的平均发热功率 ,得到的具体数据见表4所示。
[0084] 表4LED散热模块的平均发热功率
[0085]
Figure CN103630851BD00101
[0086] (5)最终,枏据公式(21)计筧得到LED待测样品散热模块总热阻RjA:
[0087]
Figure CN103630851BD00102
[0088] 得到的具体数据见表5所示。
[0089] 表5LED散热模块的总热阻
[0090]
Figure CN103630851BD00103
[0091] 本发明的测量方法可以采用多种结构的测量系统实现。优选本发明的测量系统。
[0092] 本发明的测量系统的示意图如图1-图3所示,包括LED散热模块1、环境模拟试 验箱2、温度记录仪4和电源控制系统,所述环境模拟试验箱2包括底座201和箱体202,所 述底座201和箱体202之间密封安装。可以采用现有技术的密封结构,本实施例中优选倒 扣结构实现密封,即所述底座201的上开口尺寸比箱体202的下开口尺寸稍大,当箱体202 的下开口倒扣在底座201的上开口内部后,可依靠箱体202的自身重力保证箱体202的下 开口边缘与底座201的底板表面紧密接触而实现密封;当抬起箱体202,还可方便LED散热 模块1的取放以及热电偶线41和LED驱动线31的布置等操作。所述环境模拟试验箱2内 部设置有进口风压稳流室206、测试风道207和出口风压稳流室210,所述测试风道207分 别与所述进口风压稳流室206和出口风压稳流室210连通;与所述进口风压稳流室206相 应的所述箱体202上设置有空气进口 205,所述空气进口 205处安装有空气流驱动装置203 和空气加热装置204 ;与所述出口风压稳流室210相应的所述箱体202上设置有空气出口 211 ;所述测试风道207内部空气流动上游处设置有空气温度测试点208,所述测试风道207 内部空气流动中下游处安装有所述LED散热模块1,所述LED散热模块1的测温参考点14 和空气温度测试点208处分别安装有测温探头,每个所述测温探头的温度信号输出端分别 与所述温度记录仪4的一路热电偶线41连接;所述电源控制系统3包括LED驱动电源3-1、 空气流驱动电源3-2和加热驱动电源3-3,所述LED驱动电源3-1、空气流驱动电源3-2和 加热驱动电源3-3均为具有调节和显示驱动电流及驱动电压功能的独立电源。LED驱动电 源3-1通过LED驱动导线31驱动LED,空气流驱动电源3-2通过驱动导线32驱动空气流驱 动装置203,加热驱动电源3-3通过导线33驱动空气加热装置204。本实施例中,所述箱体 由有机玻璃材料粘接而成;所述空气流驱动装置为风扇,所述空气加热装置为螺旋状缠绕 的电阻丝。其中,样品的安装点位于箱体底部的测试通道的中下游区域,以使样品处于完全 发展的空气流中。
[0093] 可以采用人工进行数据处理和计算,也可以采用计算机进行数据处理。当采用计 算机进行数据处理时,所述温度记录仪4的数据输出端通过数据线42与用于数据输入和计 算及显示的计算机5连接。
[0094] 为了保持风速一定,另外,也可探究风速与总热阻之间的变化规律,所述测试风道 上设置有风速采样口 209,所述风速采样口 209通过硬质管道216与所述风速测量装置215 连接。本实施例中,所述风速测量装置为风压表。在测试通道的中上游区域设置风压表的 采集口,并可通过式w=_ \".6 ' %将风压Wp (单位:Pa)转化成风速u(单位:m/s)。
[0095] 所述LED散热模块1安装于样品承载腔212内填充的保温材料213的上表面,且 仅有所述LED散热模块1中散热器露出在所述测试风道207中。
[0096] 所述样品承载腔212的侧壁上分别设置有用于所述温度记录仪4的热电偶线41 和LED驱动线31穿过的穿线孔。
[0097] 所述LED散热模块包括一颗或多颗LED灯珠11、电路板12和散热器13,每颗所述 LED灯珠经回流焊接在所述电路板上的串联电路中,所述电路板固定安装于所述散热器表 面,所述电路板与所述散热器之间设置有导热介质填充层,每颗所述LED灯珠的底座紧邻 点处为测温参考点14。
[0098] 空气通过风扇的驱动经空气进口 205进入进口风压稳流室206,在空气进口处通 过空气被电阻丝204加热。被加热的空气经过进口风压稳流室后,进入测试风道207,空气 依次经过空气温度测试点208、风速采样口 209和LED散热模块1,随后进入出口风压稳流 室210,通过第二稳流后的空气最终从空气出口 211流出环境模拟试验箱2。空气温度测试 点208的测温探头检测到空气的温度和测温参考点14处的测温探头检测到的LED散热模 块的温度信息通过热电偶线送到温度记录仪4,温度记录仪4将相关数据送到计算机5中进 行计算,从而得出总热阻数值。依次通过单独改变LED的驱动电流、空气流速和环境温度等 关键影响因素的设定值,分别得到最终处于稳态下的LED结温和散热模块总热阻% A的变 化趋势。
[0099] 本发明的测量方法首先在SSP8810-S型测试仪中测得单颗LED的各种关键物理变 量随结温的变化数据,并通过数值拟合处理,得到不同驱动电流下单颗LED的发热功率、芯 片结温分别与测温参考点温度的关系计算式;在此基础上,设计并搭建出一套可实现LED 散热模块总热阻测量的系统,其测量硬件包含有数台易得的实验设备,而数据的处理与存 储则由计算机加以实现;最终,通过该系统测得了LED结温和散热模块总热阻随LED驱动电 流、空气流速和环境温度等关键影响因素的变化趋势。本系统操作简单,成本低廉,所得实 验数据有效可靠,展现的客观规律有助于对散热设计与分析方法的学习和理解。
[0100] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,对于本技术领域的普通技 术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰 也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1. 一种L邸散热模块总热阻的测量方法,其特征在于,包括下述步骤: (1) 将与待测L邸散热模块中的L邸灯珠生产批次相同的L邸标定样品制成散热模块, 设定L邸标定样品的电压溫度系数为确定L邸标定样品时测量并计算得到的电压溫度系数 平均值,测量L邸标定样品在不同驱动电流Ip下的输入电功率Pe随L邸标定样品结溫TJi 变化的对应数据和发光功率町随L邸标定样品结溫T变化的对应数据;所述L邸标定样 品散热模块的结构与所述待测L邸散热模块结构相同; (2) 根据单颗L邸灯珠的发热功率与输入电功率和发光功率之间的关系得到L邸标定 样品的发热功率QuwW随L邸标定样品结溫TW变化的对应数据,并线性拟合出L邸标定样 品在每一驱动电流Ip下WLED标定样品结溫T为变量的LED标定样品的发热功率Qghgw 的近似计算公式: Qsmglel=AXTJ1+B (1) 公式(1)中:A为发热功率随L邸结溫变化系数,B为发热功率随L邸结溫变化常数; 做将步骤(1)中组装的散热模块中的散热器取下,W与步骤(1)中相同的驱动电流Ip分别测量L邸标定样品测溫参考点溫度V随L邸标定样品结溫Tn变化的对应数据,并线 性拟合出每一驱动电流Ip下W测溫参考点溫度TKi为变量的L邸标定样品结溫Tn的近似 计算公式: Tji=CXTri+D似 公式似中:C为LED结溫随测溫参考点溫度变化系数,D为LED结溫随测溫参考点溫 度变化常数; (4) 针对由N颗相同生产批次的LED待测样品制成的所述待测LED散热模块,W与步 骤(1)中相同的驱动电流Ip驱动所述待测LED散热模块中的LED待测样品,在保持风速U 及环境溫度Ta-定的条件下,测量每个驱动电流IP下每颗L邸待测样品与L邸标定样品相 同位置测溫参考点的溫度Tk2;根据公式(2),W每颗L邸待测样品测溫参考点的溫度TU2代 替公式似中的LED标定样品测溫参考点溫度Tki,计算得到在不同驱动电流Ip下每颗LED 待测样品的结溫T^,并计算在每个驱动电流Ip下N颗L邸待测样品的平均结溫7;;恨据公 式(1),将公式(1)中的LED标定样品结溫Tw用N颗LED待测样品的平均结溫焉代替,计 算得到在每个驱动电流Ip下的N颗L邸待测样品的平均发热功率这; (5) 最终,根据公式(3)计算得到L邸待测样品散热模块总热阻RjA:
Figure CN103630851BC00021
(3)。
2. 根据权利要求1所述的L邸散热模块总热阻的测量方法,其特征在于,所述L邸标定 样品通过下述方法确定:选用任意抽取的与所述待测L邸散热模块中的灯珠生产批次相同 的多颗L邸灯珠,分别测量每颗L邸灯珠的电压溫度系数K,计算多颗L邸灯珠的电压溫度 系数K的平均值,选用与电压溫度系数K平均值最接近的一颗L邸灯珠作为L邸标定样品。
3. -种实现权利要求1-2中任一项所述L邸散热模块总热阻测量方法的测量系统,其 特征在于,包括L邸散热模块(1)、环境模拟试验箱(2)、溫度记录仪(4)和电源控制系统, 所述环境模拟试验箱(2)包括底座(201)和箱体(202),所述底座(201)和箱体(202)之间 密封安装;所述环境模拟试验箱(2)内部设置有进口风压稳流室(206)、测试风道(207)和 出口风压稳流室(210),所述测试风道(207)分别与所述进口风压稳流室(206)和出口风压 稳流室(210)连通;与所述进口风压稳流室(206)相应的所述箱体(202)上设置有空气进 口(205),所述空气进口(205)处安装有空气流驱动装置(203)和空气加热装置(204);与 所述出口风压稳流室(210)相应的所述箱体(202)上设置有空气出口(211);所述测试风 道(207)内部空气流动上游处设置有空气溫度测试点(208),所述测试风道(207)内部空气 流动中下游处安装有所述L邸散热模块(1),所述L邸散热模块(1)的测溫参考点(14)和 空气溫度测试点(208)处分别安装有测溫探头,每个所述测溫探头的溫度信号输出端分别 与所述溫度记录仪(4)的一路热电偶线(41)连接;所述测试风道(207)上设置有风速采样 口(209),所述风速采样口(209)通过硬质管道(216)与风速测量装置(215)连接;所述电 源控制系统包括L邸驱动电源(3-1)、空气流驱动电源(3-2)和加热驱动电源(3-3),所述 L邸驱动电源(3-1)、空气流驱动电源(3-2)和加热驱动电源(3-3)均为具有调节和显示驱 动电流及驱动电压功能的独立电源。
4. 根据权利要求3所述的测量系统,其特征在于,所述溫度记录仪的数据输出端通过 数据线与用于数据输入和计算及显示的计算机连接。
5. 根据权利要求3所述的测量系统,其特征在于,所述L邸散热模块(1)安装于样品承 载腔(212)内填充的保溫材料(213)的上表面,且仅有所述L邸散热模块(1)中散热器露 出在所述测试风道(207)中。
6. 根据权利要求5所述的测量系统,其特征在于,所述样品承载腔(212)的侧壁上分别 设置有用于所述溫度记录仪(4)的热电偶线(41)和L邸驱动线(31)穿过的穿线孔。
7. 根据权利要求3所述的测量系统,其特征在于,所述L邸散热模块包括一颗或多颗 L邸灯珠(11)、电路板(12)和散热器(13),每颗所述L邸灯珠经回流焊接在所述电路板上 的串联电路中,所述电路板固定安装于所述散热器表面,所述电路板与所述散热器之间设 置有导热介质填充层,每颗所述L邸灯珠的底座紧邻点处为测溫参考点(14)。
8. 根据权利要求3-7中任一项所述的测量系统,其特征在于,所述箱体由有机玻璃材 料粘接而成。
9. 根据权利要求3-7中任一项所述的测量系统,其特征在于,所述空气流驱动装置为 风扇,所述空气加热装置为螺旋状缠绕的电阻丝,所述风速测量装置为风压表。
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