CN103822940B - Led散热器热性能测试方法及测试装置 - Google Patents
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Abstract
一种LED散热器热性能测试方法及测试装置,其特征是所述的方法是用纯铜材料的加热块端面作为加热面模拟LED芯片热源。加热块内嵌有电加热管,并在其周围裹有绝热材料,可使电加热管产生的热量几乎完全传递至铜块端面。将被测散热器放置在加热面与螺杆之间,散热器受热面对准铜块加热面,拧紧螺杆使散热器与加热面紧密接触。模拟热源和导杆均固定在一个可旋转的台架上,利用旋转架与支撑架上各自的定位孔,使两者以铰接孔为中心作相对旋转,以此可以测试散热器倾斜放置时的散热性能。本发明还提供了用于上述测试方法的测试装置。本发明应用范围广,结构简单,零件加工、组装方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED检测技术,尤其是一种LED散热器热性能测试方法及装置,具体地说是一种LED散热器热性能测试方法及测试装置,它能在LED散热器测试中模拟热源,并且可以对散热器倾斜放置时的散热性能进行测试。
背景技术
LED芯片通常只有20%~30%的电能转换为光能,其余70%~80%主要以非辐射复合发生的点振动的形式转换为热能。如果热量不能及时散发出去,将会导致LED结面温度迅速升高,进而影响产品的生命周期、发光效率、稳定性。因此具有高效热性能的散热器对于LED器件尤为重要。
判断散热器的热性能往往需要进行实验测试。目前常见的LED散热器热性能测试装置固定装置复杂,影响散热器周围自然对流,且不能实现散热器倾斜放置下的热性能测试。
为解决以上问题,本发明提出一种LED散热器的热性能测试方法,将旋转装置、固定装置、模拟热源装置整合成一个测试装置,简化测试流程,结构简单,组装方便。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种简单有效的LED散热器热性能测试方法及测试装置。
本发明的技术方案之一是:
一种LED散热器热性能测试方法,其特征是它包括以下步骤:
首先,制作一个纯铜材料的加热块,在加热块内嵌装电加热管,并以加热块的端面作为加热面模拟LED芯片热源;将加热块放置于容纳盒内,周围裹有绝热材料,以使电加热管产生的热量几乎完全传递至铜块端面,调节电加热管所接电源电流大小以改变到达加热面的热流密度大小,模拟不同功率的LED芯片;
其次,将被测散热器放置在加热面与螺杆之间,散热器受热面对准纯铜加热块的加热面,并使加热块中心轴线与螺杆轴线对齐,加热面与散热器底面均为抛光面,拧紧螺杆使散热器与加热面紧密接触,固定散热器同时也减少了加热面与散热器之间的接触热阻;螺杆安装在活动横梁上,活动横梁套入导杆;
所述容纳盒、导杆均固定在一个可旋转的台架上,旋转架与支撑架通过铰接孔铰接,支撑架固定在底座上;利用旋转架与支撑架上各自的定位孔,使两者以铰接孔为中心作相对旋转,此时散热器也会随之旋转至一定角度,利用螺杆夹紧力,能使其不易滑脱,以便测量散热器在倾斜放置时的散热性能。
本发明的技术方案之二是:
一种用LED散热器热性能测试装置,其特征是它包括:
一旋转装置;该旋转装置包括底座1、支撑架2以及U形结构的旋转架3,两个支撑架2利用螺钉固定在底座1两端,每个支撑架2上对称设有第一铰接孔201,旋转架3的两侧相对位置处也有相配的第二铰接孔301,支撑架2和旋转架3通过螺栓、螺母实现铰接相连;在支撑架2上,以第一铰接孔201为中心,90°内均匀分布了多个第一定位孔202,旋转架3的两端也相应各有一个第二定位孔302,将第一与第二定位孔之一相对,插入止动销4,即可使旋转架3旋转并固定在所需的测试角度;
一固定装置;该固定装置包括导杆5、活动横梁6、螺杆7和压块8;两个导杆5的一端分别嵌入旋转架3两侧的插槽中并与旋转架底面303垂直,活动横梁两端的方孔601套装定位在导杆5的另一端上,螺杆7旋过横梁6中间的螺孔602与散热器13的一端相抵,在螺杆7顶端与散热器之间加装有隔热压块8;
一热源模拟装置;该热源模拟装置包括容纳盒9、加热块10、电加热管11和绝热材料12;加热块10放置在容纳盒9内,周围包裹有绝热材料12,加热块10中嵌入有电加热管11,容纳盒9放置在所述旋转架3上并能随旋转架等角度旋转,加热块10的上表面1001与散热器的另一端相接触。
所述的第一定位孔202数目取决于所需的测试角度,且两侧支撑架2上的第一定位孔202位置是对称设置。
所述的方孔601应比导杆5上端截面略大,以使活动横梁6能沿着导杆5自由滑动定位以适应不同高度的散热器检测要求。
所述的导杆5两侧均加工有卡口501,在螺杆7拧紧后,使活动横梁6不易滑脱。
放置在螺杆7下端和被测散热器13之间的压块8采用低导热系数材料制作以防止热量通过螺杆传递,增大测试误差。
所述的加热块10为凸形,材料为具有高导热系数的纯铜,其上端面与散热器相接触的加热面1001为抛光面,形状和尺寸按LED芯片实际形状和尺寸设计。
所述的容纳盒9通过焊接或螺栓固定在旋转架3的底面303上,以防止倾斜时发生滑移,并且一侧开有方便电加热管插入到加热块中10的圆孔901。
所述的绝热材料12为聚氨酯泡沫,将聚氨酯泡沫剂灌入容纳盒9内,一段时间风干后,即可形成固体状的聚氨酯泡沫,其导热系数<0.035W/(m·K)。
本发明的有益效果:
1、固定装置简单,不影响散热器周围的自然对流散热,同时夹紧力大,能使加热面与散热器紧密接触。
2、LED芯片模拟热源功率可调。
3、可实现散热器在倾斜位置的热性能测试。
4、结构简单,零件加工、组装方便。
5、应用范围广,不受LED芯片形状、大小以及散热器体积的影响。
附图说明
图1为本发明LED散热器热性能测试装置立体图。
图2为图1的爆炸图。
图3为图1中的模拟热源装置剖视图。
图4为图1中导杆5的结构示意图
图5为图1中旋转架旋转至与垂直方向成60°时的立体图。
图中:1、底座;2、支撑架;201、第一铰接孔;202、第一定位孔;3、旋转架;301、第二铰接孔;302、第二定位孔;303、旋转架底面;4、止动销;5、导杆;501、卡口;6、活动横梁;601、方孔;602、螺孔;7、螺杆;8、压块;9、容纳盒;901、圆孔;10、加热块;1001、加热面;11、电加热管;12、绝热材料;13、被测散热器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一。
如图1、3所示。
一种LED散热器热性能测试方法,纯铜材料的加热块10端面作为加热面1001模拟LED芯片热源。加热块10内嵌有电加热管11,放置于容纳盒9内,周围裹有绝热材料12,可使电加热管11产生的热量几乎完全传递至铜块端面,调节电加热管11所接电源电流大小可以改变到达加热面1001的热流密度大小,以此模拟不同功率的LED芯片。
将被测散热器13放置在加及热面1001与螺杆7之间,散热器受热面对准铜块加热面1001,并使加热块10中心轴线与螺杆7轴线对齐,加热面与散热器底面均为抛光面,拧紧螺杆7即可使散热器13与加热面1001紧密接触,固定散热器同时也减少了加热面与散热器之间的接触热阻。螺杆7安装在活动横梁6上,活动横梁6套入导杆5上端中到位后即可固定,导杆5的下端插入旋转架3两侧对位的插槽中固定,这样,横梁6和两根导杆5形成一个固定散热器的龙门架,使螺杆7从横梁上的螺孔中旋过并与散热器的一端相抵,为了防止螺杆7参与散热,应在螺杆7的端部加装压块8。
所述容纳盒9、导杆5均固定在一个可旋转的台架上,旋转架3与支撑架2通过铰接孔铰接,支撑架2固定在底座1上。利用旋转架3与支撑架2上各自的定位孔,使两者以铰接孔为中心作相对旋转,此时散热器也会随之旋转至一定角度(如图5所示的60度倾斜),利用螺杆7夹紧力,能使散热器13不易滑脱,以此可以测试散热器在倾斜放置时的散热性能。
实施例二。
如图1-5所示。
一种LED散热器热性能测试装置,它包括旋转装置、固定装置和热源模拟装置。
其中旋转装置包括底座1、支撑架2以及U形的旋转架3。2个支撑架2利用螺钉固定在底座1两端,支撑架2上有一个第一铰接孔201,旋转架两侧也有与之相对的第二铰接孔301,通过螺栓、螺母可以将两者铰接。在支撑架上,以第一铰接孔201为中心,90°内均匀分布了多个第一定位孔202,其数目可按所需的测试角度设置,且两侧支撑架2上的定位孔位置是对称布置的。旋转架3两端也相应各有1个第二定位孔302,将第一与第二定位孔之一相对,插入止动销4,即可使旋转架旋转并固定在一定的角度(图5为60度定位时的状态图)。
固定装置包括导杆5、活动横梁6、螺杆7、压块8。2个导杆5的一端分别嵌入旋转架3两侧的插槽中,与旋转架3的底面303垂直,活动横梁6两端各设有一个方孔601,方孔601套在导杆5上,方孔601应比导杆5截面略大,使活动横梁6能沿着导杆5上下移动并定位。螺杆7旋入横梁中间的螺孔602中,螺杆7下端粘有低导热系数材料制作的压块8,材料可以是泡沫、环氧树脂等,放置在螺杆7下端和被测散热器13之间,其目的是防止热量通过螺杆7传递,增大测试误差。
热源模拟装置包括容纳盒9、加热块10、电加热管11、绝热材料12。加热块10放置在容纳盒9内,周围包裹有绝热材料12,同时嵌入有电加热管11,电热管11可从容纳盒9上的孔901插入或抽出更换。加热块10为凸形,材料为具有高导热系数的纯铜,其上端面抛光后作为加热面1001与散热器的下端面相接触,加热面1001的形状和尺寸可按LED芯片实际形状和尺寸设计。容纳盒9通过焊接或螺栓固定在旋转底面303,以防止倾斜时发生滑移,并且一侧开有圆孔901,方便电加热管插入到加热块中10。绝热材料12为聚氨酯泡沫,将聚氨酯泡沫剂灌入容纳盒9内,一段时间风干后,即可形成固体状的聚氨酯泡沫。
如图2、4所示,导杆5两侧均加工有卡口501,在螺杆7拧紧后,可使活动横梁6不易滑脱。
如图5所示,将旋转架的第二定位孔302对准支撑架上与垂直方向成60°的第一定位孔202,用止动销4插入两个孔内,旋转架3即可以铰接孔为中心,与垂直方向成60°倾斜。
本发明的测试步骤为:
步骤1)加工出端面符合芯片形状与尺寸的凸形纯铜块作为加热块10,放置于容纳盒9中,并使端面(加热面1001)稍高于盒高,通过盒体侧边的圆孔901向加热块10内插入电加热管11。向盒内灌注聚氨酯泡沫剂,直至完全包裹加热块除加热面1001以外表面,风干后,即形成聚氨酯泡沫作为绝热材料12。
步骤2)在加热面上涂上适量的导热胶,并将被测散热器放置于加热块10上,散热器受热面对准加热快的加热面1001;滑动活动横梁6,直至螺杆7下端压块8接触到被测散热器13,慢慢旋转螺杆7,用来夹紧散热器,调整到合适的松紧度完成散热器的固定。
步骤3)松开旋转架3与支撑架2之间用来铰接的螺母。将旋转架上两侧的定位孔分别对准两端支撑架上的某定位孔,旋转架形成一定的倾角,将止动销4插入两个定位孔中,并拧紧铰接孔处螺母,使旋转架固定。
步骤4)在散热器合适的位置布置热电偶;打开电加热管11所接的可调电源,调节合适的电流,开始测试。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (9)
1.一种LED散热器热性能测试方法,其特征是它包括以下步骤:
首先,制作一个纯铜材料的加热块,在加热块内嵌装电加热管,并以加热块的端面作为加热面模拟LED芯片热源;将加热块放置于容纳盒内,周围裹有绝热材料,以使电加热管产生的热量几乎完全传递至铜块端面,调节电加热管所接电源电流大小以改变到达加热面的热流密度大小,模拟不同功率的LED芯片;
其次,将被测散热器放置在加热面与螺杆之间,散热器受热面对准纯铜加热块的加热面,并使加热块中心轴线与螺杆轴线对齐,加热面与散热器底面均为抛光面,拧紧螺杆使散热器与加热面紧密接触,固定散热器同时也减少了加热面与散热器之间的接触热阻;螺杆安装在活动横梁上,活动横梁套入导杆;
所述容纳盒、导杆均固定在一个可旋转的台架上,旋转架与支撑架通过铰接孔铰接,支撑架固定在底座上;利用旋转架与支撑架上各自的定位孔,使两者以铰接孔为中心作相对旋转,此时散热器也会随之旋转至一定角度,利用螺杆夹紧力,能使其不易滑脱,以便测量散热器在倾斜放置时的散热性能。
2.一种权利要求1所述方法用LED散热器热性能测试装置,其特征是它包括:
一旋转装置;该旋转装置包括底座(1)、支撑架(2)以及U形结构的旋转架(3),两个支撑架(2)利用螺钉固定在底座(1)两端,每个支撑架(2)上对称设有第一铰接孔(201),旋转架(3)的两侧相对位置处也有相配的第二铰接孔(301),支撑架(2)和旋转架(3)通过螺栓、螺母实现铰接相连;在支撑架(2)上,以第一铰接孔(201)为中心,90°内均匀分布了多个第一定位孔(202),旋转架(3)的两端也相应各有一个第二定位孔(302),将第一与第二定位孔之一相对,插入止动销(4),即可使旋转架(3)旋转并固定在所需的测试角度;
一固定装置;该固定装置包括导杆(5)、活动横梁(6)、螺杆(7)和压块(8);两个导杆(5)的一端分别嵌入旋转架(3)两侧的插槽中并与旋转架底面(303)垂直,活动横梁两端的方孔(601)套装定位在导杆(5)的另一端上,螺杆(7)旋过横梁(6)中间的螺孔(602)与散热器(13)的一端相抵,在螺杆(7)下端与散热器之间加装有隔热压块(8);
一热源模拟装置;该热源模拟装置包括容纳盒(9)、加热块(10)、电加热管(11)和绝热材料(12);加热块(10)放置在容纳盒(9)内,周围包裹有绝热材料(12),加热块(10)中嵌入有电加热管(11),容纳盒(9)放置在所述旋转架(3)上并能随旋转架等角度旋转,加热块(10)的加热面(1001)与散热器的另一端相接触。
3.根据权利要求2所述的测试装置,其特征是所述的第一定位孔(202)数目取决于所需的测试角度,且两侧支撑架(2)上的第一定位孔(202)位置是对称设置。
4.根据权利要求2所述的测试装置,其特征是所述的方孔(601)应比导杆(5)上端截面略大,以使活动横梁(6)能沿着导杆(5)自由滑动定位以适应不同高度的散热器检测要求。
5.根据权利要求2所述的测试装置,其特征是所述的导杆(5)两侧均加工有卡口(501),在螺杆(7)拧紧后,使活动横梁(6)不易滑脱。
6.根据权利要求2所述的测试装置,其特征是所述的压块(8)采用低导热系数材料制作以防止热量通过螺杆传递,增大测试误差。
7.根据权利要求2所述的测试装置,其特征是所述的加热块(10)为凸形,材料为具有高导热系数的纯铜,其上端面与散热器相接触的加热面(1001)为抛光面,形状和尺寸按LED芯片实际形状和尺寸设计。
8.根据权利要求2所述的测试装置,其特征是所述的容纳盒(9)通过焊接或螺栓固定在旋转架(3)的底面(303)上,以防止倾斜时发生滑移,并且一侧开有方便电加热管插入到加热块中(10)的圆孔(901)。
9.根据权利要求2所述的测试装置,其特征是所述的绝热材料(12)为聚氨酯泡沫,将聚氨酯泡沫剂灌入容纳盒(9)内,一段时间风干后,即可形成固体状的聚氨酯泡沫,其导热系数<0.035W/(m·K)。
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- 2014-03-12 CN CN201410089023.4A patent/CN103822940B/zh not_active Expired - Fee Related
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