[实用新型]基于脉冲法的LED结温和照度测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种LED结温和照度测量装置，尤其涉及一种基于脉冲法的LED结温和照度测量装置。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种半导体固体发光器件，以半导体芯片为发光材料，基本发光机理是当两端加上正向电压，半导体中的电子和空穴的辐射复合将一部分能量(10％～30％)转化为光能，而无辐射复合产生的晶格振荡将其余的能量(70％～90％)转化为热能。

上世纪90年代末，白光LED得到了迅猛发展，有望成为第4代照明用光源，与白炽灯、荧光灯等传统照明光源的发光机理不同，LED属于电致发光器件，其热量不能辐射散热，从而导致器件温度过高，严重影响LED的光通量、寿命以及可靠性，并会导致LED发光红移，尤其目前白光实现的方式是荧光粉加蓝光芯片，其中荧光粉对温度特别敏感，最终会引起波长的漂移，造成颜色不纯等一系列问题。

据有关资料统计，LED大约70％的故障来自温度过高。因此研究温度对LED的影响有着重要的现实意义。研究温度对LED的影响主要是研究LED的PN结温度T_J对LED的影响。

如图1所示，通常使用的都是经过封装的LED，温度传感器的热探头至多能够探测LED的表面温度T_B，而无法探测到LED的PN结温度。那么，如何能够比较准确、快速的测量LED的结温是研究其热学特性的关键。

目前市场上所生产的研究LED热学特性的仪器都是简单的通过LED的表面温度T_B来代替内部结温，这对于大功率的LED显然是不合理的，它忽略了正常工作时LED芯片温度和表面温度存在的温度差。

目前测量LED结温的方法包括电学参数法、管脚法、蓝白比法、红外热成像法、光谱法等，其中电学参数法被认为是目前结温测量最准确的方法而被广泛采用。电学参数法又包括小电流K系数法和脉冲法，二者都是利用LED电压与结温的关系，通过测量电压来求结温。

目前，大量的测量仪器使用的电学参数法都是小电流K系数法。K系数的确定要考虑的因素有很多，小电流K系数法的局限性在于测试时必须首先将该LED从原来的线路中断开，然后用专门的结温测试电源。一方面测量步骤比较繁琐；另一方面LED的结温一般会在从原线路断开和介入测量电路过程中有所变化，从而导致测量的误差增加。

实用新型发明内容

发明目的：针对以上问题，本实用新型提出一种基于脉冲法的LED结温和照度测量装置。

技术方案：为实现上述设计目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于脉冲法的LED结温和照度测量装置，包括LED特性测试仪、热特性温控仪、激励电源、照度检测探头和温控测试台。LED特性测试仪用于驱动LED并测量正向或反向电学特性；热特性温控仪用于设置加热腔温度；激励电源用于为LED特性测试仪提供可调电源；照度检测探头用于检测当前位置LED出射光的照度值；温控测试台包含加热腔、温度传感器、待测LED和透明防风罩。

有益效果：本实用新型利用脉冲法测量大功率LED结温，相比传统的小电流K系数法更简便，快捷，准确；能够分别测量LED的结温和器件的表面温度，以及达到稳定状态时两者之间的热阻；可以测量结温和照度的关系。

本实用新型通过脉冲电流法对常见的大功率白光LED灯珠的结温和器件表面温度进行测量，能深入研究LED灯在升温和降温过程中结温的变化规律，并给出结温和表面温度的关系，对工程技术领域中的LED结温研究具有实际意义。

附图说明

图1是封装的LED示意图；

图2是基于脉冲法的LED结温和照度测量装置示意图；

图3是LED在不同脉宽的脉冲电流下结温随时间的变化关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。

如图1所示，常规封装的LED芯片被包裹，其结温T_J很难被测量，可用温度传感器测量的一般均为表面温度T_B。当LED处于正常的工作状态时，芯片和表面之间会存在温度差和热流。

如图2所示基于脉冲法的LED结温测量装置包括LED特性测试仪A、热特性温控仪B、激励电源C、照度检测探头和温控测试台D。