LED模塊的光電參數和檢測方法的現狀和改進方法
1、LED進入照明器具后結溫控制和測量的必要性
LED應用到照明器具中時,人們普遍希望具有幾萬小時的使用壽命,但是要測量采用LED的照明器具的光衰減和壽命,按照美國DOE的LM80要求往往要化300天以上的時間(6000h),這在很多工程招標和驗收時是無法實施的。
結溫作為衡量一個LED照明器具性能優劣的重要參數,是LED照明器具在工程應用中可靠性測量的核心要素。如果能準確測量出燈具內LED的PN結結溫和PN結到散熱器某一指定點的熱阻這兩個定量的指標,就不僅能衡量采用LED的照明器具散熱特性的優劣,還能定性地知道各種采用LED的同類照明器具的大致使用壽命。
2、測量方法介紹
目前國內外對LED的PN結的結溫,只能進行單個LED或者單個LED摸塊的結溫和熱阻的測量,還沒有完整的對照明器具內LED實際工作結溫和熱阻的測量方法,下面介紹一種完整的對照明器具內LED實際工作結溫和熱阻的測量方法。
1)、Vf-TJ曲線標定
(1)將照明器具內LED矩陣中間的某一串聯LED組中處于或者接近中間部位的一顆LED作為被測LED,按圖2電路連接,在這一顆LED的熱沉(LED自身所帶的小散熱器)上粘上一個熱電偶。通電測量時間為0.005S~2S,在此期間連續測量被測LED的正向電壓降Vf可得出如圖3所示曲線。從該曲線上可得出該照明器具內被測LED在通過某一恒定的測量電流時,在單位的測量時間Δt內Vf下降的數值ΔVf。
圖2LED的燈具中LED矩陣某一串LED組的測量電路連接圖
圖3在單位的測量時間內通過測量電流時,被測LED的Vf下降的數值ΔVf和測量時間Δt的關系曲
(2)把三個2刀2擲轉換繼電器調到測量位置,把LED燈具放入一個可編程控制的專用加熱箱內,該加熱箱采用PID編程方式,設定階梯式加溫方式對箱體內LED燈具進行加熱。階梯式加溫的控溫曲線見圖4。圖4中每一階梯分為恒溫時間段和升溫時間段,這兩個時間段可分別設定,設定范圍為1分鐘~30分鐘中的任一值。根據LED的熱沉上粘上的熱電偶反映的溫度值,并且最終是以圖2電路測量被測LED的正向電壓降穩定時,說明燈具內LED已達到某一設定點溫度的熱平衡。
圖4加熱箱階梯式加溫的控溫曲線
2)、照明器具中LED熱阻的測量
把上述在加熱箱內已完成Vf-TJ關系曲線標定的照明器具取出冷卻后,按如下步驟進行LED熱阻的測量。
(1)把該照明器具放入到GB7000.1標準附錄D規定的防風罩內,按正常的熱試驗位置布置好燈具,除了原來已經粘接在被測LEDD1上的熱電隅外,還可根據檢測委托方要求,在燈具內LED的散熱器的某些指定點甚至燈具外殼上某些點上粘接熱電隅,(可以是單個或多個熱電隅)。把每一熱電隅連接到測溫儀上,使照明器具在25℃±1℃條件下放置8小時。
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