一種基於結構函數的led熱特性測試方法

2023-07-15 11:21:26 1

一種基於結構函數的led熱特性測試方法
【專利摘要】本發明涉及LED光源構造體，是一種基於結構函數的LED熱特性測試方法。所述方法包括：選擇兩組不同封裝結構的LED燈具，所述兩組LED燈具的封裝體與材料不同；利用LED的U—I曲線漂移在小電流情況下與PN結，記錄燈具在恆流驅動下結點電壓VF與溫度TJ，計算比例係數S；測量瞬態降溫曲線時，分別將兩組LED燈具放在25～75℃的環境溫度下，用350mA的額定電流驅動樣品10min達到熱穩態後，瞬態測試開始記錄降溫曲線；通過在樣品下方放一張紙做隔離，然後採用不同的散熱板，記錄所得曲線；根據降溫曲線利用軟體分析計算微分結構函數Rth，結合被測的LED燈具的結構和曲線中的拐點位置，得到LED晶片到引腳的熱阻K。
【專利說明】一種基於結構函數的LED熱特性測試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及LED光源構造體，確切地說，是一種基於結構函數的LED熱特性測試方法。
【背景技術】
[0002]LED被稱為第四代照明光源，它具有光效高、節能環保、壽命長、體積小等優點，廣泛應用於指示燈、信號燈、景觀照明等領域。但是隨著LED輸入功率的增加，會導致晶片溫度升高，從而影響LED的光通量、顏色以及主波長等參數，使得LED老化過程加速，提前失效。尤其對於大功率LED器件，熱學特性會影響到它的工作溫度、壽命和發光效率。因此，散熱是大功率LED進入通用照明的重要瓶頸之一，對大功率LED的結溫、熱阻等熱特性參數的測量變得至關重要。
[0003]目前，LED熱特性測量方法很多，如正向電壓法測量LED結溫，此方法的難點是測量LED底座的溫度，從而會導致測量結果誤差偏大。另外，還有紅外成像法、電學參數法等。但這些方法或多或少都存在一些缺陷。如紅外成像法速度慢，受空間解析度限制；電學參數法忽略了對器件損耗光功率的測試，在測試大功率LED時會產生較大偏差。
[0004]鑑於上 述LED熱特性測試方法的技術缺陷，本發明採用瞬態熱測試方法分析待測LED器件熱學特性，即基於結構函數的熱特性的測試，這種測試方法對LED無破壞性，減少了由於影響LED內部結構導致測量結果產生的誤差，同時，這種測量方法主要依賴於熱測試儀的軟體分析，結果清晰明了，便於研究者對LED的熱性能進行分析。

【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題是通過瞬態熱測試方法分析待測LED器件熱學特性，即基於結構函數的熱特性的測試，這種測試方法對LED無破壞性，減少了由於影響LED內部結構導致測量結果產生的誤差，同時依賴熱測試儀的軟體分析，提供一種基於結構函數的LED熱特性測試方法。
[0006]本發明解決上述技術問題的技術方案如下:一種基於結構函數的LED熱特性測試方法，所述方法包括如下:
[0007](I)選擇兩組不同封裝結構的LED燈具，所述兩組LED燈具的封裝體與材料不同；
[0008](2)利用LED的U—I曲線漂移在小電流情況下與PN結溫度形成的線性關係的特點，記錄兩組燈具的在恆流驅動下結點電壓Vf與溫度Ip分別計算出他們的比例係數S ；
e dV,.[0009]S =——
A
[0010](3)測量瞬態降溫曲線時，分別將兩組LED燈具放在25~75°C的環境溫度下，用350mA的額定電流驅動樣品IOmin達到熱穩態後，瞬態測試開始記錄降溫曲線；
[0011](4)通過在樣品下方放一張紙做隔離，然後採用不同的散熱板，記錄所得曲線並與降溫曲線對比；[0012](5)根據降溫曲線利用軟體分析計算微分結構函數Rth，結合被測的LED燈具的結構和曲線中的拐點位置，得到LED晶片到引腳的熱阻K。
[0013]本發明的有益效果是:從LED的伏安-溫度特性曲線計算出S係數，根據S係數和降溫曲線通過軟體分析晶片到LED引腳的熱阻。採用本方法用間接手段測量LED燈具的光熱特性，具有測試時間短，操作相對簡單，從而降低LED的封裝熱阻，提高LED的封裝質量，進而延長LED的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發明步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖對本發明的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。
[0016]如圖1所示，一種基於結構函數的LED熱特性測試方法，所述方法包括如下:
[0017](I)選擇兩組不同封裝結構的LED燈具，所述兩組LED燈具的封裝體與材料不同；例如，第一組為白光LED，它的封裝結構簡單，從內到外依次為晶片、封裝體，是仿流明結構；第二組為黃光LED，其封裝結構與第一組樣品類似，但是封裝體與材料跟第一組不同。
[0018](2)利用LED的U—I曲線漂移在小電流情況下與PN結溫度形成的線性關係的特點，由於LED的加熱曲線是指電流由小電流切換到大電流，測量誤差較大；降溫曲線反之，流過LED的電流很小，測量精度較高；又加熱曲線與冷卻曲線對稱。記錄兩組燈具的在恆流驅動下結點電壓Vf與溫度Ip分別計算出他們的比例係數S。
【權利要求】
1.一種基於結構函數的LED熱特性測試方法，其特徵在於，所述方法包括如下: (1)選擇兩組不同封裝結構的LED燈具，所述兩組LED燈具的封裝體與材料不同； (2)利用LED的U—I曲線漂移在小電流情況下與PN結溫度形成的線性關係的特點，記錄兩組燈具的在恆流驅動下結點電壓Vf與溫度Ip分別計算出他們的比例係數S ；
【文檔編號】G01R31/44GK103605085SQ201310532510
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月31日 優先權日:2013年10月31日
【發明者】周泰武, 李文禮, 彭應光, 萬文華 申請人:桂林工具機電器有限公司