一种表征荧光粉转换型LED光效的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术一种表征荧光粉转换型LED光效的装置及方法。该装置包括驱动电源、积分球、光谱仪、LED光源、灯座、恒温器，所述LED光源设置于灯座上，所述驱动电源向LED光源供电，所述灯座设置于恒温器上，恒温器通过调节灯座的温度改变LED光源的环境温度，所述光谱仪的探头透过积分球到达内壁，所述LED光源穿过积分球到达积分球内。本发明专利技术操作简单，容易准确测量，对测量误差鲁棒性高，结果可重复性高；不接触LED引脚，根据相对光谱测算LED产品光效，属于非接触式测量方法，准确度和灵敏度高，对仪器要求低，同时测量误差的免疫能力强；可以用于单颗LED光效测量，也可以用于多颗LED组成的阵列的平均光效测量，使用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种表征荧光粉转换型LED光效的装置及方法
本专利技术涉及LED光电检测方法，尤其涉及一种用蓝白比和蓝色部分的质心波长表征荧光粉转换型LED光效的方法。
技术介绍
LED因节能环保、光效高、低压驱动等优点已经广泛应用于照明与显示领域。但是LED光效随着结温的升高和电流的增大而显著降低。而实际工作中，特别是自适应控制时，往往采用增大注入功率来增加光输出，这时结温也增加，实际工作状态下LED产品的光效很有可能比较低，甚至有可能失去节能环保的意义。LED光效是输出光通量与注入电功率之比。光通量采用积分球系统或分布光度计测量得到(林金强.自镇流LED灯的光效测量的不确定度评定[J].电子质量,2011(09):59-60)。在实际工作环境中，LED产品已经安装好，一般无法采用这两种方法测量光通量，导致LED光效实测困难，因此很有必要开发一种仅仅根据容易得到的相对光谱测算LED产品光效的方法。LED光效与注入功率和结温密切相关，LED相对光谱也是结温和注入功率的函数，因此，LED相对光谱与光效之间必定存在内在本质联系。现有技术已经研究了绿色、黄色、蓝色、红色、黄色和白色LED光效与光电参数的关系，得到运用光电参数表征LED光效的方法，但是，研究表明采用半高全宽表征白色LED光效，其准确度并不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于相对光谱分布的LED光效非接触式准确可靠、方便简洁的测量方法，该方法测量过程中不接触LED本身，多次测量结果精度高。本专利技术拟采用蓝光部分的质心波长和蓝白比描述LED相对光谱分布，建立白色LED光效与相对光谱分布之间的关系，然后利用实际工作时的相对光谱分布，测量白色LED光效。本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供一种表征荧光粉转换型LED光效的装置，包括驱动电源、积分球、光谱仪、LED光源、灯座、恒温器，所述LED光源设置于灯座上，所述驱动电源向LED光源供电，所述灯座设置于恒温器上，恒温器通过调节灯座的温度改变LED光源的环境温度，所述光谱仪的探头透过积分球到达内壁，所述LED光源穿过积分球到达积分球内。进一步地，所述驱动电源采用数控高精度恒流电源。进一步地，所述积分球上开有两只孔，所述LED光源通过一只孔伸入积分球内，所述光谱仪的探头通过另一个孔伸入积分球内。本专利技术还提供一种表征荧光粉转换型LED光效的方法，通过采用蓝光部分的质心波长和蓝白比描述LED相对光谱分布，建立白色LED光效与相对光谱分布之间的关系，然后利用实际工作时的相对光谱分布，测量白色LED光效，是一种非接触式检测方法。进一步地，测量过程中，所述光谱仪的带宽为1nm，光谱仪探头的中轴线与LED光源的中轴线的夹角小于20度。进一步地，本专利技术的表征荧光粉转换型LED光效的方法的准确度通过标定过程和测量过程的比较得出：标定：根据额定驱动电流和标定使用温度，在不小于20％范围内选择点灯条件，然后测量不同驱动电流，不同环境温度下LED的光效和相对光谱分布，采用LED蓝白比和蓝色部分的质心波长描述相对光谱分布，构建蓝白比、质心波长和光效三者之间的关系；测量：测量实际工作条件下，LED的相对光谱分布，计算器蓝白比和质心波长，然后根据标定得到的关系，计算出对应的光效。进一步地，在标定过程中，选择温控温度从30℃到80℃，间隔10℃，测量时脉冲电流宽度2ms，光谱仪积分时间为1ms。本专利技术的有益效果如下：1、相对光谱测算LED产品光效的方法操作简单，容易准确测量，对测量误差鲁棒性高，结果可重复性高。2、不接触LED引脚。本专利技术根据相对光谱测算LED产品光效，属于非接触式测量方法，准确度和灵敏度高，对仪器要求低，同时测量误差的免疫能力强。3、可以用于单颗LED光效测量，也可以用于多颗LED组成的阵列的平均光效测量，使用范围广。附图说明图1是光色电综合分析仪结构示意图。图2是不同温度下光效随电流的变化图。图3是不同温度下蓝白比随电流的变化图。图4是不同温度下质心波长随电流的变化图。图5是不同温度下光效随质心波长的变化图。图6是不同温度下光效随蓝白比的变化图。图7是光效随蓝白比和质心波长的变化图。图8是相对光谱表征光效的测量准确度不同方法的结果比较图。图中：1、驱动电源；2、积分球；3、光谱仪；4、LED光源；5、灯座；6、恒温器。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。实施例一本实施例提供一种表征荧光粉转换型LED光效的装置，如图1所示。该装置包括驱动电源1、积分球2、光谱仪3、LED光源4、灯座5、恒温器6。LED光源4设置于灯座5上，驱动电源1与电脑相连，并向LED光源4供电，灯座5设置于恒温器2上，恒温器2通过调节灯座5的温度改变LED光源4的环境温度。光谱仪3的信号传输端与电脑相连，其探头透过积分球2到达内壁，LED光源4穿过积分球到达积分球2内。优选地，所述驱动电源1可以采用数控高精度恒流电源。数控高精度恒流电源给LED光源4供电，电流误差为±3mA，恒温器2通过调节灯座的温度改变LED环境温度，误差为±1℃。优选地，所述积分球2上开有一大一小两只孔，LED光源4通过其中一只较大的孔伸入积分球内，光谱仪3的探头通过较小的孔伸入积分球内。优选地，光源为CREE蓝色芯片加荧光粉型白色LED光源，额定电流350mA，额定功率1W。实施例二本实施例提供一种表征荧光粉转换型LED光效的方法，通过采用蓝光部分的质心波长和蓝白比描述LED相对光谱分布，建立白色LED光效与相对光谱分布之间的关系，然后利用实际工作时的相对光谱分布，测量白色LED光效，是一种非接触式检测方法。优选地，测量过程中，所述光谱仪的带宽为1nm，光谱仪探头的中轴线与LED光源的中轴线的夹角小于20度。本实施例的方法的准确度通过标定过程和测量过程的比较得出：标定，根据额定驱动电流和标定使用温度，在不小于20％范围内选择点灯条件，然后测量不同驱动电流，不同环境温度下LED的光效和相对光谱分布，采用LED蓝白比和蓝色部分的质心波长描述相对光谱分布，构建蓝白比、质心波长和光效三者之间的关系；测量，测量实际工作条件下，LED的相对光谱分布，计算器蓝白比和质心波长，然后根据标定得到的关系，计算出对应的光效。优选地，在标定过程中，选择温控温度从30℃到80℃，间隔10℃，脉冲电流20mA-510mA，间隔20mA，测量时脉冲电流宽度2ms，光谱仪积分时间为1ms。测量过程中，温控温度和驱动电流不确定，用积分球法测量的光效是三次测量的中值，而相对光谱分布采用光谱仪直接测量，两种方法测量时间差不超过2分钟，环境温度相同，驱动电流相同。测量10次，结果如下：42.85，41.89，40.90，39.97，39.08，38.20，37.35，36.53，35.76，34.97采用本专利技术的方法所得到的结果如图2-8所示，其中：图2是不同温度下光效随电流的变化图；很明显，环境温度越高，不同驱动电流下的光效曲线整体降低，说明温度对光效的影响是均匀的。经计算，其变化速率约0.016lm/℃。对应同一环境温度下不同电流对应的光效，很明显成指数变化，当电流从50-mA变化致500-mA，光效下降了40％以上，节能效果大打折扣。因此LED节能与否，还需实际测量。图3是不同温度下蓝白比随本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表征荧光粉转换型LED光效的装置，其特征在于：包括驱动电源(1)、积分球(2)、光谱仪(3)、LED光源(4)、灯座(5)、恒温器(6)，所述LED光源(4)设置于灯座(5)上，所述驱动电源(1)向LED光源(4)供电，所述灯座(5)设置于恒温器(2)上，恒温器(2)通过调节灯座(5)的温度改变LED光源(4)的环境温度，所述光谱仪(3)的探头透过积分球(2)到达内壁，所述LED光源(4)穿过积分球到达积分球(2)内。

【技术特征摘要】
1.一种表征荧光粉转换型LED光效的装置，其特征在于：包括驱动电源(1)、积分球(2)、光谱仪(3)、LED光源(4)、灯座(5)、恒温器(6)，所述LED光源(4)设置于灯座(5)上，所述驱动电源(1)向LED光源(4)供电，所述灯座(5)设置于恒温器(2)上，恒温器(2)通过调节灯座(5)的温度改变LED光源(4)的环境温度，所述光谱仪(3)的探头透过积分球(2)到达内壁，所述LED光源(4)穿过积分球到达积分球(2)内。2.根据权利要求1所述的表征荧光粉转换型LED光效的装置，其特征在于：所述驱动电源(1)采用数控高精度恒流电源。3.根据权利要求1所述的表征荧光粉转换型LED光效的装置，其特征在于：所述积分球(2)上开有两只孔，所述LED光源(4)通过一只孔伸入积分球(2)内，所述光谱仪(3)的探头通过另一个孔伸入积分球(2)内。4.一种表征荧光粉转换型LED光效的方法，其特征在于：通过采用蓝光部分的质心波长和蓝白比描述LED相对光谱分布，建立白色LED光效与相对光谱分布之间的关系，...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶丰，邱伟，刘娜，黄郑霞，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32