一种灯具内LED正向电压与结温的关系曲线的测量方法技术

本发明专利技术公开了一种灯具内LED正向电压与结温的关系曲线的测量方法，本发明专利技术在设定的测量电流下单位测量时间内正向电压降的下降量，利用该单位测量时间内正向电压降的下降量和实际测量时间来修正被测LED的正向电压降，从而提高被测LED的正向电压降和对应结温的测量准确度；当LED灯具连续工作温度值达到热平衡时，测量被测LED的正向电压降并计算出被测LED在断开工作电流瞬间的正向电压降，用这一方法能有效地消除因为断开被测LED的工作电流，LED的结温会迅速下降从而造成所测量的LED结温值明显偏离正确值的情况。本发明专利技术的优点在于使用方便，测量准确度高，解决了目前灯具中LED实际工作结温和热阻不能准确测量的难题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及照明灯具领域，具体涉及一种灯具内LED正向电压与结温的关系曲线的测量方法。
技术介绍
LED应用到照明灯具中时，因为LED的使用寿命普遍很长，约几万小时，所以要测量采用LED的照明灯具的光衰减和寿命，按照美国DOE的LM80要求往往要化300天以上的时间(6000h)，但是如果能准确测量出灯具内LED的PN结结温和PN结到散热器某一指定点的热阻这两个定量的指标，就不仅能衡量采用LED的灯具散热特性的优劣，还能定性地知道各种采用LED的同类灯具的使用寿命，另外还能得知LED灯具的光效和其他光参数的测量值是在什么结温条件下测得的，并且能得出灯具中功率型LED热沉上的某一点(参考温度点)与结温之间的函数关系，从而指导企业正确标出热沉参考点的温度限值。但是由于LED安装入灯具中后，用传统的接触法和热辐射法是无法测量其PN结结温的。如果不能准确地测量出灯具内LED的PN结的结温，按Rab = [(Ta-TbVPab]公式也不能计算出灯具内 LED的PN结到热沉散热器或外壳上任一指定点的热阻。
技术实现思路
本专利技术提供一种生成灯具内LED正向电压与结温的关系曲线的测量方法，利用该关系曲线可以比较正确地测量灯具内LED实际工作结温和热阻。为了实现这一目的，本专利技术的方案如下一种灯具内LED正向电压与结温的关系曲线的测量方法，包括以下步骤A、将灯具内LED矩阵中间的某一串联LED组中处于中间部位的一颗LED作为被测LED，在该LED的热沉处设置热电隅，在某一测量电流下生成被测 LED的正向电压降与测量时间的关系曲线，得到单位测量时间内正向电压降的下降量；B、 把LED灯具放入加热箱内，对LED灯具实施阶梯式升温，在不同的阶梯温度下测量被测LED 的正向电压降，根据LED的热沉上粘上的热电偶反映的温度值，在每一不同的温度阶梯的保温段即将结束时，测量被测LED的正向电压降，并利用上述步骤A中单位测量时间内正向电压降的下降量和实际测量时间修正每一不同的温度阶梯被测LED的正向电压降数值，从而生成被测LED正向电压与结温的关系曲线即Vf-TJ关系曲线。本方法还包括步骤C、完成上述被测LED正向电压与结温的关系曲线的标定后，把LED灯具从加热箱内取出，放入防风罩内进行热试验，当LED的热沉上粘上的热电偶反映的温度值达到热平衡，即每小时内温度变化小于1°C时，计算出被测LED在断开工作电流瞬间的正向电压降，并根据被测LED 在断开工作电流瞬间的正向电压降和利用上述正向电压降与结温的关系曲线查出被测LED 的结温值；步骤D、按热阻Rab = (TfE-TB) /P公式计算出被测LED的热阻值，其中TfK为断开工作电流瞬间的被测LED的结温值，Tb为这一时刻热沉上热电偶的实际测量温度值或者LED 灯具中散热器或灯具外壳的实际测量温度值，P为测热阻时被测LED的加热功率。根据本专利技术的一个实施例，将灯具内LED矩阵中的某一串联LED组中处于中间部位的一颗LED断开作为被测LED，该被测LED通过切换开关分别与上述串联LED组中断开处或者恒流源连接，当被测LED与上述串联LED组中断开处连接时为工作位置，当被测LED与恒流源连接时为测量位置，并在被测LED的热沉上设置一个热电偶。步骤A中，使灯具在25°C 士2°C的环境下放置6 8小时，把切换开关调到测量位置，给该被测LED通上测量电流，测量电流根据被测LED体积的大小，在ImA 50mA范围中选择，通电测量时间为0. OlS 0. 5S，连续在这时间段测量该被测LED的正向电压降可得出正向电压下降量和测量时间的关系曲线；B、把LED灯具放入加热箱内，根据LED的热沉上粘上的热电偶反映的温度值，对灯具进行阶梯式加温和恒温来测量不同温度下的正向电压降，每次升温一段时间后，保持一段恒温时间，在每一个恒温时间结束前测量被测LED的正向电压降，当被测LED正向电压降趋向稳定时，LED的结温也趋向稳定，给该被测LED输入一个测量电流，测量出被测LED在这一设定温度下的正向电压降，并利用上述步骤A中单位测量时间内正向电压降的下降量和实际测量时间的关系曲线来修正被测LED的正向电压降；完成上述所有设定点温度条件下被测LED正向电压降的测量、修正和设定点温度的测量后，然后生成被测LED正向电压与结温的关系曲线。步骤C具体为完成上述被测LED正向电压与结温的关系曲线的标定后，把LED 灯具从专用加热箱内取出，把切换开关调到工作位置，放入GB7000. 1附录D的防风罩内， 按GB7000. 1标准中12. 4热试验的要求进行热试验，此时LED灯具处于正常工作状态，观察 LED的热沉上粘上的热电偶反映的温度值，当温度值达到热平衡(每小时内温度变化小于 I0C )时，把切换开关调到测量位置，连续4 6次，每次间隔1 80毫秒，测量被测LED的正向电压降，计算出被测LED在断开工作电流瞬间的正向电压降，并根据上述正向电压降与结温的关系曲线查出LED灯具中被测LED的结温值。本专利技术先得到在设定的测量电流下单位测量时间内正向电压降的下降量，再利用该单位测量时间内正向电压降的下降量和实际测量时间来修正被测LED的正向电压降，从而提高被测LED的正向电压降和对应结温的测量准确度；当LED灯具连续工作温度值达到热平衡时，把三个2刀2掷转换继电器调到测量位置，连续5次，每次间隔数毫秒至数十毫秒测量被测LED的正向电压降，通过电脑和专用函数计算软件，计算出被测LED在断开工作电流瞬间的正向电压降，用这一方法能有效地消除因为断开被测LED的工作电流，LED的结温会迅速下降从而造成所测量的LED结温值明显偏离正确值的情况；并且被测LED通过三个2刀2掷转换继电器分别与上述串联组中LED断开处及测量用恒流源连接，测量的电流回路和电压回路分别走各自的通路，完全避免了转换继电器触点电阻引起的测量误差；测量时只需控制转换继电器就可以使被测LED在测量和工作两个状态之间进行切换，便于测量灯具内LED的实际工作结温和热阻。本专利技术的优点在于使用方便，测量准确度高，解决了目前灯具中LED实际工作结温和热阻不能准确测量的难题。附图说明图Ia为LED的灯具中LED矩阵某一串LED组。图Ib为本专利技术的电路连接图。图2为在单位的测量时间内通过测量电流时，被测LED正向电压降与测量时间的关系曲线。图3为阶梯式加温和控温的曲线。图4为正向电压与结温的关系曲线。具体实施例方式把采用LED的灯具中LED矩阵(见图la)中间的某一串联LED组中处于或者接近中间部位的一颗被测LED，即图中的LED-2的两根连接线切断，通过三个2刀2掷转换继电器连接成图lb，使得该被测LED通过这三个2刀2掷转换继电器分别与上述串联LED组中断开处或者恒流源连接，当被测LED与上述串联LED组中断开处连接时为工作位置，当被测 LED与恒流源连接时为测量位置，先把三个2刀2掷转换继电器调到测量位置。在该LED的热沉处(LED附带小的散热器)，粘一个热电隅，并把热电隅连接到测温仪上。图Ib中1为恒流源仪表，2为恒流源接口，3为上述三个2刀2掷转换继电器的控制电路，4为LED矩阵的驱动电路。使灯具在25°C 士2°C的环境下放置6 8小时(视所测灯具的体积大小确定本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种灯具内ＬＥＤ正向电压与结温的关系曲线的测量方法，包括以下步骤：Ａ、将灯具内ＬＥＤ矩阵中间的某一串联ＬＥＤ组中处于中间部位的一颗ＬＥＤ作为被测ＬＥＤ，在该ＬＥＤ的热沉处设置热电隅，在某一测量电流下生成被测ＬＥＤ的正向电压降与测量时间的关系曲线，得到单位测量时间内正向电压降的下降量；Ｂ、把ＬＥＤ灯具放入加热箱内，对ＬＥＤ灯具实施阶梯式升温，在不同的阶梯温度下测量被测ＬＥＤ的正向电压降，根据ＬＥＤ的热沉上粘上的热电偶反映的温度值，在每一不同的温度阶梯的保温段即将结束时，测量被测ＬＥＤ的正向电压降，并利用上述步骤Ａ中单位测量时间内正向电压降的下降量和实际测量时间修正每一不同的温度阶梯被测ＬＥＤ的正向电压降数值，从而生成被测ＬＥＤ正向电压与结温的关系曲线。

【技术特征摘要】
1.一种灯具内LED正向电压与结温的关系曲线的测量方法，包括以下步骤A、将灯具内LED矩阵中间的某一串联LED组中处于中间部位的一颗LED作为被测LED，在该LED的热沉处设置热电隅，在某一测量电流下生成被测LED的正向电压降与测量时间的关系曲线， 得到单位测量时间内正向电压降的下降量；B、把LED灯具放入加热箱内，对LED灯具实施阶梯式升温，在不同的阶梯温度下测量被测LED的正向电压降，根据LED的热沉上粘上的热电偶反映的温度值，在每一不同的温度阶梯的保温段即将结束时，测量被测LED的正向电压降，并利用上述步骤A中单位测量时间内正向电压降的下降量和实际测量时间修正每一不同的温度阶梯被测LED的正向电压降数值，从而生成被测LED正向电压与结温的关系曲线。2.如权利要求1所述的正向电压与结温的关系曲线的测量方法，其特征在于本方法还包括步骤C、完成上述被测LED正向电压与结温的关系曲线的标定后，把LED灯具从加热箱内取出，放入防风罩内进行热试验，当LED的热沉上粘上的热电偶反映的温度值达到热平衡，即每小时内温度变化小于1°C时，计算出被测LED在断开工作电流瞬间的正向电压降， 并根据被测LED在断开工作电流瞬间的正向电压降和利用上述正向电压降与结温的关系曲线查出被测LED的结温值；步骤D、按热阻Rab = (TfE-TB)/P公式计算出被测LED的热阻值，其中TfK为断开工作电流瞬间的被测LED的结温值，Tb为这一时刻热沉上热电偶的实际测量温度值或者LED灯具中散热器或灯具外壳的实际测量温度值，P为测热阻时被测LED的加热功率。3.如权利要求2所述的正向电压与结温的关系曲线的测量方法，其特征在于将灯具内 LED矩阵中的某一串联LED组中处于中间部位的一颗LED断开作为被测LED，该被测LED通过切换开关分别与上述串联LED组中断开处或者恒流源连接，当被测LED与上述串联LED ...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘尔立，杨樾，施晓红，汪钢，黄习德，俞安琪，强耀根，陈大国，
申请(专利权)人：上海时代之光照明电器检测有限公司，国家电光源质量监督检验中心上海，国家灯具质量监督检验中心，上海力兹照明电气有限公司，
类型：发明
国别省市：31