测试LED光电特性的内容及方法介绍

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LED产品光电性能的测试标准

LED产品光电性能的测试标准

LED产品光电性能的测试标准
光电性能对于LED 产品尤为重要,那么大家是否了解LED 产品有哪些光电性能呢?下面我们一起来学习一下LED 产品光电性能有哪些测试标准。

1.电特性
LED 的电特性参数包括正向电流、正向电压、反向电流以及反向电压,该项测试一般是利用电压电流表进行测试,在恒流恒压源供电情况下。

通过LED 电特性的测试可获得最大允许正向电压、正向电流及反向电压、电流这些参数,此外,还可以获得LED 的最佳工作电功率值。

2.光特性
主要包括光通量和光效、光强和光强分布特性以及光谱参数。

光通量和光效:通常有两种方法,为积分球法和变角光度计法。

虽然后者的测试结果最为精确,但因耗时较长,一般采用前者。

在用积分球法进行测试时,可以将被测LED 放置在球心,也可以放置在球壁。

测得光通量之后,配合电参数测试仪就可以测得LED 的发光效率,也就是光效。

光强和光强分布特性:LED 由于光强分布是不一致的,所以它的测试结果随测试距离和探测器孔径的大小变化而变化,可以让各个LED 在同一条件下进行光强测试与评价,这样结果比较准确。

光谱参数:主要包括峰值发射波长、光谱辐射带宽和光谱功率分布等。

LED 的光谱特性都可由光谱功率分布表示,通过光谱功率分布,还可以得到色度参数。

一般光谱功率分布的测试需要通过分光进行,将混合光中的单色光逐一区分出来进行测定,可采用棱镜和光栅实现分光。

3.开关特性
是指LED 通电和断电瞬间的光、电、色变化特性,通过这项测试可以。

发光二极管的测试方法

发光二极管的测试方法

发光二极管的测试方法发光二极管(LED)是一种能够将电能直接转化为光能的半导体元件。

从市场上常见的LED的类型来看,有红、绿、蓝、黄等不同颜色的LED。

为了确保LED的质量和性能,需要对其进行测试。

下面将介绍一些常用的LED测试方法。

首先是对LED光电参数的测试,主要包括:1. 测试光通量(Luminous Flux): 光通量是LED的发光亮度的量度,单位为流明(lm)。

可以使用一台光度计来测量LED的光通量值。

2. 测试光强度(Luminous Intensity): 光强度是LED光线在特定方向上发射的明亮程度,单位为坎德拉(cd)。

光强度的测试可以通过使用一个集成球、透镜和接口装置结合光度计来完成。

3. 测试色度坐标(Chromaticity Coordinates): 色度坐标是用来描述LED的颜色特性的参数。

可以使用色度仪来测量LED的色度坐标。

此外,还需要对LED的电性能进行测试,主要包括:1. 测试正向电压(Forward Voltage): 当LED处于导通状态时,正向电压是LED正向电流通过后产生的电压降。

可以使用数字式万用表或特定的LED测试仪进行测量。

2. 测试正向电流(Forward Current): 正向电流是指在正向电压下流过LED的电流。

可以通过直流电源和电流表进行测试。

3. 测试反向电流(Reverse Current): 当LED处于反向偏置状态时,如果流过LED的电流过高,则可能导致LED短路。

可以使用数字式万用表或特定的LED测试仪进行测试。

4. 测试开启电压(Breakdown Voltage): LED在反向偏置状态下的电压,即开启电压。

可以使用数字式万用表或特定的LED测试仪进行测试。

最后,还需要对LED的可靠性进行测试,主要包括:1.高温寿命测试:将LED置于恒定高温环境中,通电并持续观察其工作性能的变化情况,以判断其在高温环境下的寿命和稳定性。

LED的光电转换特性(P-I)和光谱特性测试

LED的光电转换特性(P-I)和光谱特性测试

实验原理
实验原理如图:
测试时,调整LED发光面和探测器接收面互相平行 且尽量靠近。调节恒流源,使其正向电流IF连续变 化,从光功率计得到对应的光功率。
更准确的测量需用到积分球。积分球表面具有超高 反射和散射的特性,能够把LED发出的所有光辐射 能量收集起来,在位于球壁的探测器上产生均匀的 与光(辐射)通量成比例的光(辐射)照度,用合适的 探测器将其线性的转换成光电流,再通过定标确定 被测量大小。测量光通量的光探测器应具有CIE标准 光度观测者光谱光效率函数的光谱响应,测量辐射 通量的探测器应具有恒定的光谱响应,或者在被测 LED光谱响应范围内通过辐射度校准的探测器。
在λP1左右各2, λP2确实是LED的峰值波长,记为λP。
以λP为中心,取两个波长λ1=λP-15,λ2=λP+15,分别以λ1,λ1为中心,在其 左右各5nm的波长范围内改用1nm的步距扫描,得到最接近1/2λP的两个波 长λ1/2’ ,λ1/2’’。
实验记录
表格仅作参考,实际测试中应取更多数据。依照实验数据, 绘制LED的P-I曲线。
本实验由软件处理和显示曲线。根据光谱曲线,得到峰值波 长λP和谱宽Δλ=λ1/2’’-λ1/2’
LED的光电转换特性(P-I)和 光谱特性测试
1.了解LED电流注入与辐射功率的关系及其测量方法; 2.了解LED的辐射(发光)效率; 3.了解LED的光谱特性及其测试方法; 4.依照LED的谱宽进一步理解其自发光机理;
5.了解光电探测器的信号放大、处理的原理。
实验目的
光电转换特性LED的光输出功率与注入电流 的关系曲线,即P-I曲线。
实验步骤
将待测红光LED接入胶木模块的插孔,模块另一端的插头插到控制面板 “LED/LD驱动”部分的“正向电压”端口,将胶木模块固定在转台导轨上。 电压表量程选择20V,电流表量程选择200mA,用导线连好。将探测器固 定在二维支架上,移动导轨上支架,使LED尽量靠近探测器探测器。

LED性能参数及测试方法

LED性能参数及测试方法

LED性能参数及测试方法LED是一种半导体器件,具有节能、长寿命、快速反应、环保等特点,在照明、显示以及通信等领域得到了广泛应用。

为了评估LED的性能,常用的参数包括亮度、色温、色彩准确度、光衰、寿命等。

下面将详细介绍LED性能参数及测试方法。

首先是LED的亮度参数。

亮度是衡量LED发光强度的指标,一般用流明(lm)表示。

测试LED亮度的方法有两种,一种是光学测试法,利用光功率计测量LED的光输出功率来推算亮度;另一种是电学测试法,通过驱动LED发光,测量光强度计接收到的光强度来确定亮度。

其次是LED的色温参数。

色温是用来描述光源发出的光线呈现出的色彩的属性,常用单位为开尔文(K)。

测试LED色温的方法主要有光谱法和色温计法。

光谱法是通过测量LED发射的光谱分布来计算色温;色温计法则是使用专业的色温计器进行测量。

第三是LED的色彩准确度参数。

色彩准确度是指LED发出的光与自然光的色彩差异程度,常用指标是色彩再现性指数(CRI)。

评估LED的色彩准确度可以使用光谱分析仪测量LED发光光谱,并计算得出CRI指数。

LED的光衰参数也是需要关注的。

光衰是指LED灯具在使用过程中光输出功率的减小。

常见的光衰参数是L70寿命,即光通量降低到初始值的70%所需要的时间。

测试LED的光衰可以通过进行长时间连续工作测试,记录并分析其光通量随时间的变化情况。

最后是LED的寿命参数。

LED的寿命指的是灯具能够正常工作的时间。

常见的寿命参数是L70寿命和MTBF(Mean Time Between Failures)。

测试LED寿命可以进行加速寿命测试,通过提高环境温度、电流和电压等条件,加速LED的衰减过程,并记录其失效时间。

除了上述参数之外,还有一些其他参数也需要测试,如LED的功率、发光效率、偏光特性等。

不同的应用场景需要关注的参数会有所差异。

综上所述,测试LED性能的方法多种多样,选择适合的测试方法可以准确评估LED的性能。

LED光电特性的测试方案

LED光电特性的测试方案

LED光电特性的测试方案引言LED(Light Emitting Diode)是一种半导体发光器件,具有能够将电能直接转化为光能的特性,因此被广泛应用于照明、显示、通信等领域。

为了确保LED的品质和稳定性,需要对其光电特性进行测试。

本文将提出一种精确的LED光电特性测试方案。

一、测试设备准备1.光谱辐射计:用于测量LED的光谱辐射强度,可以得到不同波长的光强。

2.积分球:用于收集和均匀分布LED发出的光线,保证测试时的稳定性和准确性。

3.恒流电源:用于提供恒定的电流,确保测试过程中LED的工作在恒定状态下。

4.温湿度计:用于监测测试环境的温度和湿度,确保测试环境的稳定性。

5.计算机:用于存储测试结果、分析数据和生成报告。

二、测试环境准备1.温度:测试环境的温度应保持在25±1℃,避免温度变化对测试结果产生影响。

2.湿度:测试环境的相对湿度应在40%~70%之间,过高的湿度可能导致氧化,影响LED的性能。

三、测试步骤1.连接测试设备:将积分球和光谱辐射计与计算机相连接,并通过恒流电源将LED与积分球连接,保证测试准确可靠。

2.测试前准备:打开测试设备,等待其进入工作状态。

校准光谱辐射计,确保其能够准确测量光谱强度。

3.设置测试参数:根据测试需求,设置光谱辐射计的测试参数,如设置波长范围,采样间隔等。

4.测试光谱辐射强度:将LED置于积分球内,启动测试程序,测得不同波长下的光强,并记录下来。

5.测试光电转换效率:利用测试得到的光谱辐射强度,结合LED的电流输入,计算出LED的光电转换效率。

6.测试光衰减:在测试过程中,记录下光谱辐射强度的变化情况,根据光衰减的程度,分析出LED的寿命和稳定性。

7.数据分析和报告生成:将测试得到的数据导入计算机,进行数据分析和处理,并生成测试报告。

四、注意事项1.避免外界干扰:在测试过程中,要确保测试环境的稳定性,避免光、电源等干扰因素对测试结果产生影响。

2.恒流电源的选择:选择合适的恒流电源,确保能够提供稳定的电流,避免电流的不稳定导致测试结果的误差。

LED光电特性的测试方案

LED光电特性的测试方案

LED光电特性的测试方案测试LED光电特性的方案可以分为以下几个步骤:1.设备准备:-LED芯片/光源-光学环境控制设备(光源、反射板、光强计、光谱仪等)-电子测试设备(电压源、电流表、电阻表等)-计算机及数据采集设备2.搭建测试装置:-将LED芯片/光源安装在适当的平台上,并连接好电源线和测试仪表-设置光学环境控制设备,如调节光源亮度、选择合适的反射板等3.测量LED的光谱特性:-使用光谱仪测量LED的光谱,获取LED在不同波长下的辐射光强数据-分析并记录光谱数据,以了解LED的光谱分布、光色性质等4.测量LED的光电流特性:-将LED连接到电源,并设置适当的电压和电流条件-使用光强计测量LED辐射的光强,并记录相应的电压和电流数据-分析并记录光电流特性数据,如I-V曲线、光电流-光强关系等5.测量LED的光效特性:-测量LED的光功率和电功率,并计算LED的光效(即光电转换效率)-分析并记录光效特性数据,以评估LED的性能和功耗情况6.其他测试:-进一步测试LED的发光角度、色温、色纯度等光学性能指标-测试LED的发光寿命、温度特性等可靠性指标7.数据分析和报告编写:-对上述测试数据进行分析和整理,比较不同LED的性能特点-根据测试结果编写测试报告,包括实验设计、测试过程、测试数据和结论等8.优化和改进:-根据测试结果,针对性地优化LED的设计和制造过程,改进其性能特点-根据测试经验,优化测试方案,提高测试效率和准确度在实际测试中,还需要注意以下几个方面:-定义明确的测试目标和指标,根据实际需求选择合适的测试参数和测试方法-保证测试环境的稳定性和一致性,避免外界干扰对测试结果的影响-根据测试需求选择合适的测试仪器和设备,确保其精度、灵敏度和可靠性-在测试过程中及时记录和保存测试数据,以备后续分析和验证-对测试结果进行验证和重复测试,以提高测试结果的可靠性和准确性-在测试完成后,对测试装置进行清理和维护,准备下一次测试通过以上测试方案,可以全面了解LED的光电特性,评估其性能优劣,为后续LED产品的设计和制造提供重要参考和指导。

LED测试方法范文

LED测试方法范文LED(Light-Emitting Diode)是一种利用固体半导体材料发光的电子器件。

由于其低功耗、长寿命、高亮度等特点,被广泛应用于各种照明、显示和指示领域。

在生产和应用过程中,对LED进行测试是十分重要的。

本文将介绍LED的测试方法。

一、光电特性测试1.亮度测试:亮度是衡量LED发光强度的重要指标。

亮度测试可以通过光度计、光谱仪或光强计进行。

测试时,将LED放置在一定距离的距离上,直接测量光强。

对于一些专门用于照明的LED产品,还可以使用照度计测试照度。

2.色温和色坐标测试:色温和色坐标是描述光的色彩性质的参数。

色温通常使用开尔文(K)作为单位,可以通过色温计进行测试,常见的测试方法包括色差仪和光谱仪测量。

色坐标可以通过色差仪或者光谱仪测量,通常使用CIE1931XYZ或CIE1976L*a*b*色彩空间表示。

3.色温漂移测试:色温漂移是指LED在使用中,由于温度的影响导致的色温偏移现象。

测试方法包括在不同温度下对LED进行测试,然后比较不同温度下的色温值。

二、电学特性测试1.正向电压测试:正向电压是指LED在正向工作时的电压值。

通过使用万用表或电压表,将测试电极与LED的正负极连接,测量正向电压值。

2.电流测试:电流是指LED在正向工作时通过的电流。

电流测试可以通过万用表、电流表或电流传感器进行,将测试电极与LED的正负极连接,测量通过的电流。

3.反向电压测试:反向电压是指LED在反向工作时的电压值。

通过使用万用表或电压表,将测试电极与LED的正负极连接,测量反向电压值。

4.反向漏电流测试:反向漏电流是指LED在反向工作时的电流值。

反向漏电流测试可以通过万用表、电流表或电流传感器进行,将测试电极与LED的正负极连接,测量反向漏电流。

三、可靠性测试1.寿命测试:寿命测试是指测量LED在特定条件下的使用寿命。

通常使用加速老化测试设备,将LED置于高温高湿或高温低湿等特定环境中,连续通电一段时间,然后通过测量亮度降低的程度来评估寿命。

实验室LED的6种测量方法

实验室LED的6种测量方法实验室LED的测量是非常重要的,因为它可以帮助我们了解LED 的性能和特性。

在实验室中,有许多种测量方法可以用来测量LED 的性能。

下面是实验室LED的6种测量方法。

1. 光通量测量光通量是LED的一个重要参数,它表示LED发出的光的总量。

光通量可以通过使用光度计来测量。

光度计可以测量LED发出的光的强度和方向,从而计算出光通量。

2. 光谱分析光谱分析可以帮助我们了解LED发出的光的颜色和波长。

光谱分析可以通过使用光谱仪来完成。

光谱仪可以将LED发出的光分解成不同的波长,从而得到LED的光谱。

3. 色温测量色温是LED的另一个重要参数,它表示LED发出的光的颜色。

色温可以通过使用色温计来测量。

色温计可以测量LED发出的光的颜色温度,从而得到LED的色温。

4. 亮度测量亮度是LED的一个重要参数,它表示LED发出的光的亮度。

亮度可以通过使用亮度计来测量。

亮度计可以测量LED发出的光的亮度,从而得到LED的亮度。

5. 电流测量电流是LED的一个重要参数,它表示LED的电流。

电流可以通过使用电流表来测量。

电流表可以测量LED的电流,从而得到LED的电流。

6. 电压测量电压是LED的一个重要参数,它表示LED的电压。

电压可以通过使用电压表来测量。

电压表可以测量LED的电压,从而得到LED的电压。

实验室LED的测量是非常重要的,因为它可以帮助我们了解LED 的性能和特性。

在实验室中,有许多种测量方法可以用来测量LED 的性能。

以上是实验室LED的6种测量方法,希望对大家有所帮助。

LED的电学参数及其测试技术

LED的电学参数及其测试技术LED(Light Emitting Diode)是一种半导体元件,具有发光特性。

为了更好地了解和使用LED,需要了解其电学参数及相应的测试技术。

1. 电流(Current):LED的电流是指通过LED时的电流大小。

一般来说,LED的亮度与电流成正比,但过大的电流会造成LED热量集中和损坏,过小的电流则会导致亮度不足。

测试LED电流的常用方法是通过电流表进行测量,可以通过串联一个电阻确定电流大小。

2. 电压(Voltage):LED的电压是指在正常工作时通过LED两端的电压差。

LED的电压通常在设计时确定,正常工作电压范围内的电压变化不会对亮度产生较大影响,但过大的电压会使LED损坏。

测试LED电压的方法常见的有多用途表进行测量。

3. 亮度(Brightness):LED的亮度是指LED发出的光的强度。

LED的亮度与电流成正比,与电压无直接关系。

常见的测试LED亮度的方法是使用光功率计测量LED发出的光辐射功率。

5. 色彩指数(Color Rendering Index,CRI):LED的色彩指数是指LED发出光与自然光的颜色相似程度。

色彩指数常用0-100的数值表示,数值越高,颜色还原能力越好。

测试LED色彩指数的方法是使用色彩指数计测量LED发出光的颜色。

6. 故障模式(Failure Mode):LED的故障模式是指LED在长时间使用中可能出现的故障形式。

常见的故障模式有LED亮度衰减、灯丝断裂等。

测试LED故障模式的方法是对LED进行长时间的使用和观察,或者进行特殊的实验条件下的测试。

测试LED电学参数的一般方法是使用相应的测试仪器进行测量,例如电流表、多用途表、光功率计、色温计和色彩指数计等。

测试时需要注意选择合适的测量范围和保持恒定的测试条件,同时还需要根据LED的特性来判断测试结果的可靠性。

led测试原理

led测试原理LED(Light Emitting Diode,发光二极管)是一种半导体器件,能够将电能转化为可见光能量。

在工业生产中,为了确保LED的质量和性能稳定,需要进行LED测试。

LED测试是对LED的特性、亮度、电流等参数进行检测和分析的过程,以确保其符合规定的标准和要求。

一、引言随着LED在照明、电子显示等领域的广泛应用,人们越来越重视LED的质量和性能。

而LED测试正是评估LED产品质量和性能的重要手段之一。

本文将介绍LED测试的原理及其测试方法。

二、LED测试原理1. 光谱测试光谱测试是对LED光谱特性进行分析和评估的方法。

LED的光谱特性包括光谱分布、颜色坐标、色温、显色指数等。

通过光谱测试可以了解LED光谱的质量和匹配性,从而评估其应用的适用性。

2. 亮度测试LED的亮度是评估其光输出能力的重要指标。

亮度测试通常采用光度测量仪和光度计来进行,可以获取LED发光区域的亮度、光通量等参数。

通过亮度测试可以准确评估LED的光输出性能和发光均匀性。

3. 电气特性测试LED的电气特性包括正向电压、正向电流、反向电流等。

电气特性测试可以通过示波器、电流源等设备来进行。

通过电气特性测试可以确保LED的电流和电压运行在正常范围内,以保证其稳定的工作性能。

4. 耐压测试耐压测试是对LED的电气安全性进行评估的方法。

通常使用高压发生器对LED进行电气耐压测试,以确定其在安全电压下的工作状态。

耐压测试可以确保LED在正常电压范围内工作,避免出现电气击穿等安全隐患。

5. 寿命测试寿命测试是对LED的使用寿命进行评估的方法。

通过对LED进行长时间连续工作或着色度变化测试,可以评估其使用寿命和稳定性。

寿命测试对于保证LED产品质量和可靠性非常关键。

三、LED测试方法1. 手工测试手工测试是最简单、常用的测试方法之一。

即使用人工对LED进行目测、触摸等方式进行测试。

手工测试适用于小批量生产和初步筛选,但效率较低且不够准确,不能满足大规模生产的需求。

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LED灯具检测方法关键缺陷及改善策略传统的 led 及其模块光、色、电参数检测方法有电脉冲驱动,CCD 快速光谱测量法,也有在一定的条件下,热平衡后的测量法,但这些方法的测量条件和结果与LED 进入照明器具内的实际工作情况都相差甚远。

文章介绍了通过Vf—TJ 曲线的标出并控制LED 在控定的结温下测量其光、色、电参数不仅对采用LED的照明器具的如何保证LED 工作结温提供了目标限位,同时也使LED 及其模块的光、色、电参数的测量参数更接近于实际的应用条件。

文章还介绍了采用LED的照明器具如测量LED 的结温并确定LED 参考点的限值温度与结温的函数关系。

这对快速评估采用LED 的照明器具的工作状态和使用寿命提供了一个有效的途径。

一、序言对于一个新兴的产品,其产品自身的发展总是先于产品标准和检测方法。

虽然产品的标准和检测方法不可能先于产品的研发,但是,产品的标准和检测方法应尽可能地紧跟产品设计开发的进度,因为产品的标准和检测方法的制定过程本身就是对产品研发过程的回顾研讨和小结,只要条件基本成熟,产品标准和检测方法的制订越及时,就越能减少产品研发过程的盲目性。

LED 照明产业发展到现在,我们对LED 照明产品标准和检测方法的回顾、小结的时候已经基本到来。

二、 LED 模块的光电参数和检测方法的现状和改进方法1、传统的LED 模块的检测方法目前传统的 LED 模块的检测方法主要有两种,第一种是采用脉冲测量的方法,它是把照明LED 模块固定在测量装置上(例如积分球的测量位置等),采用脉冲恒流电源与瞬时测量光谱仪的同步联动,即对LED 发出数十毫秒~数佰毫秒恒流的脉冲电流的同时,同步打开瞬时测量光谱仪器的快门,对LED 发出的光参数(光通量、光色参数等)进行快速检测,同时,也同步采集LED 的正向压降和功率等参数。

由于这种方式在检测过程中,LED 的结温几乎等同于室温,所以,测量结果的光效高,光色和电参数与实际使用情况有明显差异,这一般都是LED 芯片(器件)生产商采用的快速检测方法,而与LED 实际应用在最终照明器具中的状态不具有可参比性。

第二种检测方法是把LED模块安装在检测装置上后,可能带上一固定的散热器(也可能具有基座控温功能),给LED施加其声称的工作电流,受传统的照明光源检测方法的影响,也是等到LED达到热平衡后再开始测量它的光电参数。

这种方法看似比较严密,但实际上,它的热平衡条件和工作条件与此类LED装入最终的照明器具中的状态仍没有好的关联性,因此所测的光电参数与今后实际的应用状态的参数仍不具有可参比性。

已经颁布的GB/T24824—2009/CIE 127-2007NEQ《普通照明用LED模块的基本性能的测量方法》标准中,在这方面是这样规定的:“试验或测量时LED模块应工作在热平衡状态下,在监视环境温度的同时,最好能监视LED模块自身的工作温度,以保证试验的可复现性。

如可能监测LED模块结电压,则应首选监测结电压。

否则,应监测LED模块指定温度测量点的温度”。

可见在监测结电压的条件下来测量LED 模块的光电参数是保证检测重现性的首选方案,但是,标准中没有指明在模拟实际使用结温条件下检测LED 模块的光、色、电参数。

2、LED 模块测量方法的改进众所周知,LED 的光、电参数特性与它的工作时的结温密切相关,同一个LED 产品,结温的不会造成这些参数的明显不同,这也造成了同一个LED 光、色、电参数测量结果的明显不一致性,所以测量LED 的光电参数首先应考虑在设定的工作结温的条件下来进行。

另外,LED 因为封装的工艺、材料等差异,其声称的最高工作结温是明显不同的,为了保证LED 照明产品具有高效、长寿的特点,LED 实际的工作结温应明显低于最高工作结温。

例如,目前我们大量采用的LED 封装方法和技术,在LED 的发光面前,都具有高分子硅胶加荧光粉的覆盖层。

实践证明,要使此类LED 照明器具,到70%的光通维持率的时间要≥6 万小时,其工作结温必须保持在70℃~75℃以下。

从提高光效和使用寿命的角度来讲,LED 的工作结温能保持在60℃以下更好,但从照明器具的造型、体积、性价比来讲,则应该控制在能达到预期的光效和使用寿命的基础上把LED的最高工作结温控制在70℃~75℃最为合适。

为了使LED 及其模块的光、色、电参数的检测也尽可能接近于实际应用的结温状态,就必须解决如何测量LED的结温并能在这一结温下进行光、色、电参数的检测问题。

(1)目前LED 的结温测量方法1)通过测量管脚温度和芯片耗散功率和热阻系数求得结温。

但是因为耗散功率和热阻系数的不准确,所以测量精度比较低。

2)红外热成像法,利用红外非接触温度仪直接测量LED 芯片的温度,但要求被测器件处于未封装的状态,另外对LED 封装材料折射率有特殊要求,否则无法准确测量,测量精度比较低。

3)利用发光光谱峰位移测定结温,也是一种非接触的测量方法,直接从发光光谱确定禁带宽度移动技术来测量结温,这一方法对光谱测试仪器分辨精度要求较高,发光峰位的精度测定难度较大,而光谱峰位移1 纳米的误差变化就对应着测量结温约30 度的变化,所以测量精度和重复性都比较低。

4)向列型液晶热成像技术,对仪器分辨率要求高,只能测量未封装的单个裸芯片,不能测量封装后的LED。

5)利用二极管 PN 结电压与结温的Vf-TJ 关系曲线,来测量LED 的结温。

从上述介绍的各种 LED 结温的测量方法可看出,采用监视二极管PN 结电压的变化来推算结温的方法最具有可行性并且测量精度也最高,所以在很多集成IC 电路中,为了检测IC 芯片的工作结温,往往会刻出或值入1 个或几个二极管,通过测量其正向电压降的变化来达到测量芯片结温的目的。

(2)目前国际上较先进的Vf—TJ 测量方法目前国际上先进的 Vf—TJ 测量方法是把被测的LED 连上引出线放入在硅油缸内,随后加热硅油缸使硅油的温度达到140℃左右,随后让缸内硅油自然冷却,只要冷却时硅油温度下降的速度足够慢,就可以认为LED 的结温与LED 的热沉的温度是基本一致的,在此过程中,根据所测的硅油温度,每下降2℃~10℃时瞬时给LED 输入规定的电流脉冲,并测量其在这一温度下的正向电压降,把这一测量点的温度和正向电压降导入到电脑软件的数据库,从140℃左右开始,随温度的下降,每下降一个设定的等分温度测量一次热沉温度和正向电压降,一直测量到25℃左右,当完成这一组测量数据并导入到电脑软件的数据库后,由软件产生一个Vf—TJ 曲线。

这一方法属于在温度下降时测量方法,对于测量来说是可行的,但是因为试验室的环境温度是衡定的(一般为25℃),而硅油缸的油温是从高到低下降的,这就造成当硅油缸的油温较高时,因为与试验室环境温度的温差大而使冷却速度较快,为了保证测量的准确性采用了适当的措施使硅油缸在温度较高时温度下降不致于太快,但当硅油缸温度较低时,因为与室温的温差太小而使冷却的速度太慢,这大大延长了这一检测过程的测量时间。

因为上述原因,这一温度下降时的测量方法在标定Vf—TJ 过程是不可能短的,(大约需4~5 小时),否则将产生明显的测量误差。

另外,这种检测装置油缸是固定的,要测量第二组,时间很慢。

还有上述加热装置是在硅油缸外面的底部,加热与控温以及测量的温度都存在明显的滞后,这也造成这一方法测量结温的准确性比较差。

(3)新的Vf—TJ 检测方法本机构发明的检测方法是采用温度上升时的测量方法,采用电脑设定的PID(积分、微分加上加热与不加热时间比例控制)方法来加热和控制硅油缸的温度,即在硅油缸加热的起始段,加热时间与不加热时间的比例是很小的,并且可调,使硅油缸温度上升速率能保证LED 结温、热沉与硅油温度的一致性,随着硅油温度的逐步上升,与室温的温差也随之加大,此时PID 加热和控温系统会自动加大加热时间与不加热时间的比例,(实际加大了单位时间内的加热功率)所以能保证硅油缸内硅油的温度上升速率始终保持在设定的速率上,不会因为硅油温度与环境温度的差异不同而发生油温上升的速率不同。

可以设定让硅油衡温在应用温度范围的任一温度值上,也可以实现0.1℃/分钟~2℃/分钟的升温速率。

在每次升温阶段后,具有一个衡温控制阶段,即升温阶段和衡温阶段形成了阶梯式控温曲线。

随着温度阶梯式上升,测量正向电压可以设定成每上升0.5℃测量一次,并且可以以0.5℃的间隔,可逐步调整到每上升10℃测量一次。

为了保证控温以及测量的温度的及时性,采用内置式加热,另外又为了保证硅油缸内油温的一致性,在油缸底部加有一个磁性感应的搅拌条,利用外部电机转动并通过磁感应带动这一搅拌磁条在油缸内转动,这一转动速度可调,从而保证了油缸内的硅油温差保持在0.2℃范围内。

本测量装置因为硅油温度上升的速率几乎一致,并且实行阶梯式升温和控温,从而能保证在合理的温度上升速率的条件下得到准确的检测结果,并且检测时间(从25℃到140℃约为2.5 个小时左右)能明显低于目前国际上已有的检测装置的测量时间。

目前国际上已有的检测装置是单硅油缸结构,本测量装置采用双硅油缸结构,当完成一组样品的测量后,更换一个硅油缸可立刻开始第二组LED 的检测。

本测量装置在每一个测量温度点测得的温度和LED 正向电压降后,导入到数据库并由编制的软件生成Vf—TJ 曲线。

(4)照明LED 结温测量及利用Vf—TJ 关系曲线指导光、色、电参数的测量得到被测 LED 的Vf—TJ 的曲线后,最重要的是用于定结温条件下的光、色、电参数测量。

检测系统见图1。

把被测LED 固定到带控温/恒温基座的积分球内,给LED 通以工作电流,给LED 燃点15~20 分钟基本达到稳定后,快速切换到测量电流(即前面标定Vf—TJ 曲线的测量电流)用数毫秒时间快速测定被测LED的正向电压Vf,通过与Vf—TJ 曲线中设定结温值对应的Vf 比较,如与目标值有差异,控制程序将自动调整恒温基座的温度来使LED的正向电压Vf达到目标结温值对应的结电压。

在快速测定Vf 后,装置将自动回复使LED 通以工作电流的状态。

当被测LED 在通过工作电流的情况下,其结温达到目标值(即达到目标结温值对应的Vf 值)且热平衡后,系统将自动启动光谱仪测量光、色参数同时读取其电参数。

上述测量方法最明显的优点是,在LED 实际的应用中,只要照明器具中LED工作在目标结温值附近,用这一方法参数有很好的模拟性,也使它的这些所测量的参数变得有意义,并且其光、色、电参数也具有很好的测量结果的重现性。

图1 LED 结温测量及利用Vf—TJ 曲线在设定结温条件下的光、色、电参数测量系统三、 LED 进入照明器具后结温的测量1、LED 进入照明器具后结温控制和测量的必要性LED 应用到照明器具中时,人们普遍希望具有几万小时的使用寿命,但是要测量采用LED 的照明器具的光衰减和寿命,按照美国DOE 的LM80 要求往往要化300 天以上的时间(6000h),这在很多工程招标和验收时是无法实施的。

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