專利名稱：一種測算led光源芯片結(jié)溫的方法及專用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涉及測試方法，特別是測算LED光源芯片結(jié)溫的方法及專用裝置。
背景技術(shù)：
隨著LED芯片技術(shù)的迅速發(fā)展，LED在照明領(lǐng)域的節(jié)能效果明顯，LED照明應(yīng)用越來越廣泛。眾所周知，LED芯片的基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)半導(dǎo)體的P-N結(jié)，我們把P-N結(jié)的溫度定義為LED的結(jié)溫，通常由于LED芯片均具有很小的尺寸，因此我們把LED光源芯片的溫度視之為結(jié)溫。研究發(fā)現(xiàn)，LED光源芯片的正向電壓與結(jié)溫有近似線性關(guān)系Tj = KVd+TO (其中Tj為結(jié)溫，Vd為正向電壓，K為溫度系數(shù)，TO為溫度常數(shù))。更進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，LED光源芯片的壽命與其工作結(jié)溫關(guān)系密切。因此如何預(yù)測LED光源芯片壽命成為LED燈具開發(fā)的一個(gè)重要問題。公開號(hào)為CN201212842，
公開日為2009年3月25日，專利名稱為一種大功率 LED結(jié)溫測量裝置的專利公開了一種測試結(jié)溫的裝置，但該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，不易推廣應(yīng)用。公開號(hào)為CN1786690，
公開日為2006年6月14日，專利名稱為一種檢測氮化鎵基半導(dǎo)體發(fā)光二極管結(jié)溫的方法的專利，公開了一種測試結(jié)溫的方法，但該方法步驟多，操作麻煩。我們亟待一種操作步驟少、測算方便、準(zhǔn)確的測算結(jié)溫的方法，以及一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉的測算結(jié)溫用裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能快速測算LED光源芯片結(jié)溫的方法，以及在該方法中的裝置，該方法步驟少、測算準(zhǔn)確、方便，該裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種測算LED光源芯片結(jié)溫的方法，包括如下步驟步驟(1)、將LED光源芯片放在一金屬盒內(nèi)，準(zhǔn)備用于盛放水的水箱；步驟⑵、測得正向電壓的步驟，它包括在水箱內(nèi)加入冰水混合物，此時(shí)水溫為0°C時(shí)，將金屬盒置于水箱內(nèi)的水平面以下，向金屬盒內(nèi)的LED光源芯片施加額定電流，測得結(jié)溫Tjl為0°C時(shí)的正向電壓Vdl ；和，向水箱內(nèi)加入水，加熱使水沸騰，此時(shí)水溫為100°C，將金屬盒置于水箱內(nèi)的水平面以下，向金屬盒內(nèi)的LED光源芯片施加額定電流，測得結(jié)溫Tj2為100°C時(shí)的正向電壓 Vd2 ；步驟(3)、根據(jù)公式Tjl = KVdl+TO和Tj2 = KVd2+T0計(jì)算出LED光源芯片結(jié)溫公式中的溫度系數(shù)K與溫度常數(shù)TO ；步驟、將LED光源芯片裝配于燈具中，使燈具在正常的工作環(huán)境下點(diǎn)亮，測出 LED光源的正向電壓Vd，通過公式Tj = KVd+TO測算出LED光源芯片在正常工作下的結(jié)溫 Tj ；所述金屬盒為用于隔離LED光源芯片和水的金屬盒。為了得到更準(zhǔn)確的結(jié)溫，進(jìn)一步的方案是，步驟(1)中，LED光源芯片通過導(dǎo)熱膠粘接在金屬盒內(nèi)。以上所述步驟⑵中，將金屬盒置于水箱內(nèi)的水平面以下30分鐘以后，再向金屬盒內(nèi)的LED光源芯片施加額定電流。為了得到更準(zhǔn)確的結(jié)溫，進(jìn)一步的方案是，步驟中，使燈具在正常的工作環(huán)境下點(diǎn)亮2小時(shí)以后，再測出LED光源的正向電壓Vd。本發(fā)明還提供了一種測算LED光源芯片結(jié)溫的專用裝置，它包括用于盛放水的水箱、密封的金屬盒和供導(dǎo)線穿過的空心管；空心管的下端和金屬盒的內(nèi)腔聯(lián)通，空心管的管壁和金屬盒壁密封連接；金屬盒置于水箱內(nèi)的水平面以下時(shí)，空心管的上端高于水平面。為了達(dá)到更好的效果，進(jìn)一步的方案是，水箱上設(shè)有蓋板，蓋板上開有孔，空心管的上端從所述的孔中穿出。為了達(dá)到更好的效果，更進(jìn)一步的方案是，所述的所述水箱壁外層為保溫層。本發(fā)明的原理為根據(jù)公式Tj = KVd+TO (Tj為結(jié)溫，Vd為正向電壓(正向壓降)， K為溫度系數(shù)，TO為溫度常數(shù))，只要找到合適的兩個(gè)點(diǎn)(Tjl，Vdl)，(Tj2，Vd2)，就能算出TO 與K，通過這個(gè)線性方程就能算出LED光源芯片正常工作時(shí)的正向電壓為Vd的結(jié)溫Tj。本發(fā)明以水為熱傳媒質(zhì)，選取0°C與100°C兩個(gè)測試點(diǎn)，分別測出額定電流時(shí)的正向電壓Vdl、 Vd2,計(jì)算出TO與K的值，再測出LED光源芯片正常工作時(shí)的正向電壓Vd，利用Tj = KVd+TO 求出Tj，即求出LED光源芯片的結(jié)溫。本發(fā)明的有益效果在于1、方法中選用水作為傳熱媒質(zhì)，具有三大好處一是水能快速傳遞與均衡測試環(huán)境的溫度，從而保證LED光源芯片結(jié)溫與水溫基本相同，保證了測試結(jié)果的準(zhǔn)確性；二是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水容易精確獲取0°C與100°C這兩個(gè)溫度點(diǎn)，這樣使測量結(jié)果準(zhǔn)確；三是采用水作為傳熱媒質(zhì)，不損害或污染被測對(duì)象，與硅油等傳熱媒質(zhì)相比具有顯著的效果，因?yàn)楣栌鸵孜廴颈粶y對(duì)象，不易清洗，且成本高。2、方法步驟少、測算準(zhǔn)確、方便。3、本方法用的專用裝置結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用，成本低。一般需要做結(jié)溫測試的單位都有光源光電參數(shù)測試系統(tǒng)，可以共用該系統(tǒng)的電源與測試軟件做結(jié)溫測試，測試成本低。 4、采用金屬盒，導(dǎo)熱效果好，使測算更準(zhǔn)確。


圖1是本發(fā)明方法用金屬盒的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明方法用水箱的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明測試設(shè)備連接示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)施例。準(zhǔn)備器材測算LED芯片結(jié)溫的專用裝置、精密電源、計(jì)算機(jī)、光源模塊30、LED光源芯片。其中，參見圖1和圖2，測算LED光源芯片結(jié)溫的專用裝置包括用于盛放水的水箱10、密封的金屬盒20和供導(dǎo)線穿過的空心管21 ；所述的金屬盒20為一個(gè)比LED光源芯片30尺寸稍大的方形金屬盒，金屬盒20的一面有開口，以便裝入LED光源芯片30 ；開口上的盒蓋22與金屬盒20之間使用耐高溫(100°C以上)材料的密封圈密封，這樣保證金屬盒20可在沸水中長期工作。所述的空心管21的下端和金屬盒20的內(nèi)腔聯(lián)通，空心管21的管壁和金屬盒20壁密封連接，空心管用于將LED光源芯片30的電源線31穿出；金屬盒20 置于水箱10內(nèi)的水平面以下時(shí)，空心管21的上端高于水平面。水箱10上設(shè)有蓋板14，蓋板14上開有孔，空心管21的上端從所述的孔中穿出。水箱10上設(shè)有加熱模塊，所述的加熱模塊為通過市電加溫的電加熱層12，電加熱層12與帶有可調(diào)節(jié)輸入功率的電源線13連接，且該電加熱層12均勻分布于水箱10內(nèi)層。所述水箱壁外層為保溫層11，起絕緣、保溫和支撐整個(gè)水箱的作用。精密電源的電流精確度為0. ImA,電壓表分辨力為0. ImV,電壓表準(zhǔn)確度為士 ImV ； 精密電源外接自動(dòng)測試系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)裝有測試軟件，自動(dòng)設(shè)置參數(shù)，自動(dòng)測試數(shù)據(jù)，可連續(xù)快速測試；穩(wěn)流時(shí)間小于100ms，完成一次測試時(shí)間大約需要300ms。參見圖1、圖2和圖3，一種測算LED光源芯片結(jié)溫的方法，包括如下步驟步驟(1)、LED光源芯片30的電源線31通過金屬盒20上的空心管21穿出，LED 光源芯片30與金屬盒20通過優(yōu)良的導(dǎo)熱膠(暴康寧出品的PC-562Q粘接，這樣使得LED 光源芯片30各部分溫度均衡且與金屬盒20的溫度相同；然后將金屬盒20放入盛水的水箱 10中，空心管21通過水箱10上的孔伸出，將空心管21中的電源線與精密電源4連接，精密電源4與裝有測試軟件的計(jì)算機(jī)5連接。步驟O)、測得正向電壓的步驟，它包括在水箱內(nèi)加入冰水混合物，此時(shí)水溫為0°C時(shí)，將金屬盒置于水箱內(nèi)的水平面以下 30分鐘以后，向金屬盒內(nèi)的LED光源芯片施加額定電流，施加電流時(shí)間50-100ms，測得結(jié)溫 Tjl為0°C時(shí)的正向電壓Vdl ；和，向水箱內(nèi)加入水，加熱使水沸騰，此時(shí)水溫為100°C，將金屬盒置于水箱內(nèi)的水平面以下30分鐘以后，向金屬盒內(nèi)的LED光源芯片施加額定電流，施加電流時(shí)間30-100ms，測得結(jié)溫Tj2為100°C時(shí)的正向電壓Vd2 ；步驟(3)、根據(jù)公式Tjl = KVdl+TO和Tj2 = KVd2+T0計(jì)算出LED光源芯片結(jié)溫公式中的溫度系數(shù)K與溫度常數(shù)TO ；步驟(4)、將LED光源芯片裝配于燈具中，使燈具在正常的工作環(huán)境下點(diǎn)亮2小時(shí)以后，測出LED光源的正向電壓Vd，通過公式Tj = KVd+TO測算出LED光源芯片在正常工作下的結(jié)溫Tj。所述金屬盒為用于隔離LED光源芯片和水的金屬盒。以上所述的水箱可以為兩個(gè)，一個(gè)水箱內(nèi)保持水溫為0 °C，另一個(gè)水箱內(nèi)保持水溫為100°C ；也可以為一個(gè)，只是這個(gè)水箱帶有加熱模塊，當(dāng)需要水箱中的水的溫度為100°c 時(shí)，只需用加熱模塊加熱到沸騰狀態(tài)，始終使水處于剛好沸騰的狀態(tài)，這樣就得到準(zhǔn)確的 100°C。以上所述的實(shí)施例僅為了說明本發(fā)明的技術(shù)思想及特點(diǎn)，其目的在于使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，本發(fā)明的范圍并不僅局限于上述具體實(shí)施例，即凡依本發(fā)明所揭示的精神所作的同等變化或修飾，仍涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種測算LED光源芯片結(jié)溫的方法，其特征在于它包括如下步驟 步驟(1)、將LED光源芯片放在一金屬盒內(nèi)，準(zhǔn)備用于盛放水的水箱； 步驟O)、測得正向電壓的步驟，它包括在水箱內(nèi)加入冰水混合物，此時(shí)水溫為0°C時(shí)，將金屬盒置于水箱內(nèi)的水平面以下，向金屬盒內(nèi)的LED光源芯片施加額定電流，測得結(jié)溫Tjl為0°C時(shí)的正向電壓Vdl ； 和，向水箱內(nèi)加入水，加熱使水沸騰，此時(shí)水溫為100°C，將金屬盒置于水箱內(nèi)的水平面以下，向金屬盒內(nèi)的LED光源芯片施加額定電流，測得結(jié)溫Tj2為100°C時(shí)的正向電壓Vd2 ；步驟(3)、根據(jù)公式Tjl = KVdl+ΤΟ和Tj2 = KVd2+T0計(jì)算出LED光源芯片結(jié)溫公式中的溫度系數(shù)K與溫度常數(shù)TO;步驟G)、將LED光源芯片裝配于燈具中，使燈具在正常的工作環(huán)境下點(diǎn)亮，測出LED光源的正向電壓Vd，通過公式Tj = KVd+TO測算出LED光源芯片在正常工作下的結(jié)溫Tj ； 所述金屬盒為用于隔離LED光源芯片和水的金屬盒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)中，LED光源芯片通過導(dǎo)熱膠粘接在金屬盒內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于步驟(2)中，將金屬盒置于水箱內(nèi)的水平面以下30分鐘以后，再向金屬盒內(nèi)的LED光源芯片施加額定電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(4)中，使燈具在正常的工作環(huán)境下點(diǎn)亮2小時(shí)以后，再測出LED光源的正向電壓Vd。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方法所使用的專用裝置，其特征在于它包括用于盛放水的水箱、密封的金屬盒和供導(dǎo)線穿過的空心管；空心管的下端和金屬盒的內(nèi)腔聯(lián)通，空心管的管壁和金屬盒壁密封連接；金屬盒置于水箱內(nèi)的水平面以下時(shí)，空心管的上端高于水平
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的專用裝置，其特征在于水箱上設(shè)有蓋板，蓋板上開有孔，空管的上端從所述的孔中穿出。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的專用裝置，其特征在于所述水箱壁外層為保溫層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測算LED光源芯片結(jié)溫的方法及專用裝置，該方法步驟少、測算準(zhǔn)確、方便，該專用裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低。一種測算LED光源芯片結(jié)溫的方法，根據(jù)LED光源芯片的正向電壓值與結(jié)溫有近似線性關(guān)系Tj＝KVd+T0，以水為熱傳媒質(zhì)，選取0℃與100℃兩個(gè)測試點(diǎn)，分別測出額定電流時(shí)的正向電壓，由此得出K與T0的值，再測出LED光源芯片正常工作時(shí)的正向電壓，算出結(jié)溫。專用裝置包括水箱、金屬盒和空心管；空心管的下端和金屬盒的內(nèi)腔聯(lián)通，空心管的管壁和金屬盒壁密封連接。本方法選用水作為傳熱媒質(zhì)，容易精確獲取0℃與100℃這兩個(gè)溫度點(diǎn)，保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性；且采用水作為傳熱媒質(zhì)，不損害或污染被測對(duì)象。
文檔編號(hào)G01R31/26GK102305673SQ20111013663
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者鐘選書 申請(qǐng)人:武漢長江半導(dǎo)體照明科技股份有限公司