JPH10300811A - Led直流熱抵抗測定方法および測定装置 - Google Patents

Led直流熱抵抗測定方法および測定装置

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JPH10300811A
JPH10300811A JP9117594A JP11759497A JPH10300811A JP H10300811 A JPH10300811 A JP H10300811A JP 9117594 A JP9117594 A JP 9117594A JP 11759497 A JP11759497 A JP 11759497A JP H10300811 A JPH10300811 A JP H10300811A
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JP
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led
current
thermal resistance
temperature
measuring
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JP9117594A
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Hirotaka Mizukami
浩孝 水上
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 LEDの直流熱抵抗を測定するとき、従来の
パッケージ形状により発生する測定誤差をなくし、か
つ、ユニットの加工なしで内部LEDの熱抵抗を精度よ
く測定するLEDの直流熱抵抗測定方法及び装置を提供
する。 【構成】 微小電流駆動時のLEDの順電圧−温度特性
を利用し、OFF時間がON時間に対して十分無視でき
るデューティ比でパルス通電させ、定電流駆動によるL
EDのジャンクション温度上昇を測定し、その結果を用
いてLEDの熱抵抗を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、LEDの直流熱抵抗測
定方法および測定装置に関し、特に、微小電流駆動時の
LEDの順電圧−温度特性を利用して、直流熱抵抗を精
度よく測定するLEDの直流熱抵抗測定方法及び測定装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来例の直流熱抵抗測定装置の
概略図である。図4に示すように、従来は、直流熱抵抗
を測定すべきLED(発光ダイオード)1に対して定電
流発生器2から定電流を供給しLEDを発熱させ、その
ときのLEDの順電圧を電圧計3で測定する。供給した
電流と測定した電圧から電力損失Pr(=電圧・電流)
を算出する。
【0003】一方、熱電対測定部6に設けたLED測定
用熱電対4により定電流駆動したLED1のパッケージ
の表面1aの温度を測定すると共に熱電対測定部6に設
けた周囲温度測定用熱電対5により周囲温度を測定す
る。得られたLEDの温度と周囲温度との差分から定電
流駆動によりLEDの発熱した温度△TJ を求める。こ
の△TJ と電力損失PT を2点以上測定することによ
り、LEDの直流熱抵抗を求めることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
では、被測定LEDのパッケージ形状によってはジャン
クション温度とパッケージ表面温度に誤差が生じてしま
い、正確なジャンクション温度を測定できないという問
題があった。
【0005】また、フォトインタラプタ等のLEDがケ
ース内部に組み込まれているユニットの熱抵抗を測定す
る場合は、ケースを外して測定しなければならないとい
う問題があった。
【0006】したがって、本発明の目的は、LEDの直
流熱抵抗を測定するとき、従来のパッケージ形状により
発生する測定誤差をなくし、かつ、ユニットの加工なし
で内部LEDの熱抵抗を精度よく測定するLEDの直流
熱抵抗測定方法及び装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る直流熱抵抗測定方法は、LEDの順電
圧−温度特性を利用し、図2に示すようにOFF時間が
ON時間に対して十分無視できるデューティ比でパルス
通電させ、定電流駆動によるLEDのジャンクション温
度上昇を測定するものである。
【0008】LEDは電力損失を十分抑えた微小電流領
域においては、順電圧と温度との関係は、温度が上昇す
るにつれて順電圧が減少する特性がある。そして、温度
を横軸にとり、順電圧を縦軸にとると、図3に示すよう
に、直線で近似できる。図3の特性を用いることによ
り、LEDのジャンクション温度をパッケージの外から
ではなく直接高精度に測定が可能になる。図2において
OFF時間がON時間に対し十分短ければ、ON電流I
ONで駆動中のLEDのジャンクション温度は微小電流I
OFF で駆動中も変化しないで、保持される。
【0009】OFF時間内に微小電流IOFF を被測定L
EDに流し、順電圧VOFF を測定することにより微小電
流IIOFF で駆動中のLEDのジャンクション温度TJ
が求められ、その結果、これと実質的に等しい、ON電
流IONで駆動中のLEDのジャンクション温度TJ が求
められることになる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明の実施例の測定装置を示す回路図で
あり、図2は、本発明で用いるLEDの熱抵抗を測定す
る際に用いる駆動波形を示す図である。図3は被測定L
EDの微小電流領域での順電圧−温度特性を表すグラフ
である。
【0011】前述のように、図3で示す順電圧−温度特
性は、直線(例えば、VOFF =aTa +b)で近似でき
る。したがって、最初に、係数a、bを求めるために、
電力損失によるチップ発熱を無視できる程度の微小電流
OFF を被測定LED1に流し、少なくとも2つの異な
った周囲温度で測定し、そのときの順電圧と周囲温度の
値から以下の式(1)を得る。 VOFF =ATa +B・・・式1) ここで、Ta は周囲温度であり、A、Bは求められた定
数であり、VOFF はIOFF 時の順電圧である。
【0012】次に、図1に示す測定系(測定装置)によ
り、被測定LEDを図2に示す波形でパルス駆動させ
る。但し、微小電流IOFF として、式(1)を求める際
に設定した電流値を用いる。
【0013】図1において、定電流発生器8は微小電流
OFF を発生するものであり、オシロスコープ7は微小
電流IOFF 駆動時の被測定LEDの順電圧VOFF を測定
するためのものであり、パルス発生器9は被測定LED
パルス駆動用のON電流IONを発生するためのものであ
り(パルス発生器自体はION−IOFF の電流を発生させ
る)、電流計10はパルス駆動電流のON電流IONを測
定するためのものである。なお、符号11は整流用ダイ
オードを示す。
【0014】ある周囲温度Ta において、前述の図1に
示す測定系により、図2の微小電流IOFF (駆動時間:
OFF )とON電流ION(駆動時間:TON)の電流を適
当な回数流し、またはON電流IONだけを流し、LED
の温度上昇を得る。その後、測定系により、IOFF 時の
被測定LEDの順電圧VOFF を測定し、式(1)より、
Taを求めるが、このTaは、周囲温度とは異なり、微
小電流IOFF での駆動時のジャンクション温度と置き換
えることができ、ION時のジャンクション温度Tjと実
質的に同一であるので、駆動時のジャンクション温度T
J が求まる。
【0015】また、そのとき、ON時のVON、IONを測
定により求めることにより、電力損失PT (PT =VON
・ION)が求まる。
【0016】次に、周囲温度Ta とジャンクション温度
j の差分よりLED駆動により発熱した温度△Tj
求める。電力損失PT とLEDの発熱した温度△Tj
り被測定LEDの熱抵抗Rth(Rth=△Tj /PT )が
求められる。なお、Tj とPT をより多く求めて平均化
することにより、さらに高精度な熱抵抗の値を得ること
ができる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の測定方法
または測定装置によってLEDの直流熱抵抗を測定する
ことにより、パッケージ形状に依存することなく高精度
な熱抵抗の値を得ることが可能となる。また、加工が必
要であったLED組み込み型のユニットについても、無
加工で(そのままの状態で)高精度な測定値が得られ工
数を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の実施例の測定系を示す回路図
である。
【図2】図2は、本発明で用いるLEDの熱抵抗を測定
する際に用いる駆動波形を示す図である。
【図3】図3は、LEDの順電圧一温度特性を示すグラ
フである。
【図4】図4は、従来例ののLED熱抵抗測定系を示す
回路図である。
【符号の説明】
1 被測定LED 2 定電流発生器 3 電圧計 4 LED温度測定用熱電対 5 周囲温度測定用熱電対 6 熱電対測定部 7 オシロスコープ 8 定電流発生器 9 パルス発生器 10 電流計 11 整流用ダイオード

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 LEDの直流熱抵抗測定方法において、
    OFF時間が十分無視できるパルス通電で、OFF時の
    微小電流での順電圧からLEDのジャンクション温度を
    算出し、このジャンクション温度を用いてLEDの直流
    熱抵抗を算出することを特徴とするLEDの直流熱抵抗
    測定方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のLEDの直流熱抵抗測定
    方法における測定を可能にする測定装置。
  3. 【請求項3】 LEDの直流熱抵抗測定方法において、 LEDの微小電流IOFF 駆動時の順電圧−周囲温度特性
    を表す直線近似式(VOFF =ATa +B)の係数A、B
    を求め、ここで、Ta は周囲温度であり、A、Bは求め
    られた定数であり、VOFF は微小電流IOFF 駆動時の順
    電圧であり、 ある周囲温度Ta から少なくともON電流IONの駆動で
    LEDの温度を上昇させ、 LEDの温度上昇後、LEDの温度上昇を無視できる時
    間内の微小電流駆動時に微小電圧VOFF を測定し、測定
    したVOFF の値と前記直線近似式からON電流駆動時の
    ジャンクション温度Tjを算出し、ジャンクション温度
    Tjと周囲温度Taから差分△Tjを算出し、 LEDの温度上昇後、ON電流ION駆動時に電圧VON
    測定し、VON、IONから電力損失PT (PT =VON・I
    ON)を算出し、 算出した△Tj と算出した電力消費PT から熱抵抗Rth
    (Rth=△Tj /PT)を算出する、 ことを特徴とするLEDの直流熱抵抗測定方法。
  4. 【請求項4】 LEDの直流熱抵抗測定装置において、 LEDに微小電流IOFF とON電流IONを供給する電流
    供給手段と、 該電流供給手段によって供給されるON電流IONを少な
    くとも測定する電流測定手段と、 微小電流IOFF 供給時の微小電圧VOFF を測定し、かつ
    ON電流ION供給時の電圧VONを測定する電圧測定手段
    と、を有し、 LEDの微小電流IOFF 駆動時の順電圧−周囲温度特性
    を表す直線近似式と、前記電流測定手段によって測定さ
    れたON電流IONと、前記電圧測定手段によって測定さ
    れた微小電圧VOFF および電圧VONを用いてLEDの熱
    抵抗を算出することを特徴とするLEDの直流熱抵抗測
    定装置。
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