用于确定LED模块的使用寿命信息的方法、装置和LED模块制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于确定带有多个LED的LED模块的预期使用寿命信息的方法和装置以及一种LED模块，其中，所述方法包括以下步骤：在彼此相差不超过100ms的时间点上获取LED模块的正向电压，将当前获取的正向电压与一个或者多个先前获取的正向电压进行比较，从而探测出电压跃变，这个电压跃变在预定的跃变持续时间内达到一个最小跃变电压，其中，这个最小跃变电压至少等于60mV，并且预定的跃变持续时间小于100ms，并且基于一个或者多个探测到的电压跃变来确定预期使用寿命信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于确定具有多个LED的LED模块的使用寿命信息的方法和装置以及一种LED模块。
技术介绍
LED通常具有相比传统的照明工具、例如白炽灯也或者紧凑型荧光灯更高的使用寿命。然而，即使在LED模块中也需要识别LED模块是否即将停止工作。尤其重要的是，识别出即将停止工作的LED模块，该即将停止工作不是因为其中一个LED停止工作，而是因为LED模块的其他的老化现象。相比LED自身的老化，这些其他的老化现象通常明显更频繁并且更早地导致LED模块停止工作。由现有技术中公知的是，照明工具的个别运行参数，例如在电流恒定运行状态下施加的电流，随着照明工具的逐渐老化而渐渐变化，从而可以估计该照明工具的剩下的预期使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，实现一种装置和一种方法，它使得能够可靠地确定LED模块的预期使用寿命的信息。根据本专利技术，该目的通过一种用于确定带有多个LED的LED模块的预期使用寿命信息的方法得以实现，其中，所述方法包括以下步骤：-在彼此相差不超过100ms的时间点上获取LED模块的正向电压，-将当前获取的正向电压与一个或者多个先前获取的正向电压进行比较，从而探测出电压跃变，这个电压跃变在预定的跃变持续时间内达到一个最小跃变电压，其中，这个最小跃变电压至少等于60mV，并且预定的跃变持续时间小于100ms，并且-基于一个或者多个探测到的电压跃变来确定预期使用寿命信息。专利技术人已经发现，LED模块内特别的热学条件对于LED模块提前停止工作起决定作用。相比产生的光通量，LED的升温虽然明显少于例如白炽灯。但是，由于LED的尺寸小，却导致LED的局部以及焊接接头的局部产生很高的温度，LED利用焊接接头与LED模块电连接并且机械地固定在LED模块上。因此，尤其是在经常性地通断LED模块时，导致焊接接头的局部上出现高的温度波动。温度波动意味着对焊接接头有高的热负荷和机械负荷，并且导致热扭曲(Verwerfungen)，其最终可能导致LED模块停止工作。尤其是这种热扭曲可能导致焊接接头中形成裂缝。这些裂缝可能突然产生，并且在这里导致焊接接头上骤然变化的电压降。经历了热交变负荷的焊接接头的疲劳可能体现在焊接接头的外棱边上产生裂缝，并且随着裂缝增大造成更多的损坏，直到最终断裂。借助电压跃变可以发现焊接接头疲劳的加重。因此，能够通过永久性地(或周期性地)监控一个或多个LED的正向电压探测出LED模块的提前停止工作。根据本专利技术能够探测到这些突然增大的电压降，并且用于预言预期使用寿命信息。例如可以通过A/D转换器完成获取正向电压，其中，由A/D转换器获取的正向电压存储在微控制器的存储器阵列中。完成获取的时间点可以相互之间具有均匀的间隔。例如，D/A转换器可以以固定的时钟频率读入正向电压。正向电压可以在LED模块的正极接头和负极接头上被截获。LED模块可以被构造用于由恒定电源供电。尤其是当该LED模块不具有自己的调节电子件时，就是这种情况。在优选的实施方式中，LED模块包括多个串联连接的LED。正向电压在此在特定的实施方式中也可以直接地在该串联电路的正极和负极接头上被截获。在本专利技术的构造方案中提出，由恒定电源给LED模块的LED供电。LED模块的LED可以焊接在电路板上。但是，作为替选也可以考虑其他的布置方式。焊剂在这里可以使用软焊剂或者硬焊剂。尤其是可以使用锌焊剂。它可以具有锌和铅这些不同的成分，同时含有少量的铁、銻、铜和镍。根据一种优选的实施方式提出，所述最小跃变电压大于200mV，尤其是大于500mV，和/或跃变持续时间小于50ms，尤其是小于10ms。于是，疲劳决定的电压跃变可以与获取正向电压时纯粹的噪声区别开。尤其可以设计的是，最小跃变电压大于1V或者大于2V，和/或跃变持续时间小于5ms或者小于2ms。即使是获取这样短的电压跃变可能的前提是，要以相应短的时间区间获取正向电压。在本专利技术的另一种实施方式中提出，为负的电压跃变定义了一个负的最小跃变电压，在负的电压跃变中，正向电压跳到一个更低的值，为正的电压跃变定义了一个正的最小跃变电压，在正的电压跃变中，正向电压跳到一个更高的值，其中，所述正的最小跃变电压与负的最小跃变电压不同。优选地，不仅探测正的还有负的电压波动作为电压跃变。但是实验证明，在特定的LED模块中，相比负的电压跃变，在LED模块上的正向电压骤然上升的正的电压跃变是即将停止工作的更加可靠的指示。就此而言可以有利的是，选择一个确定低于负的最小跃变电压的正的最小跃变电压。于是可以探测到多个正的电压跃变，并且在确定使用寿命信息时被考虑在内。在本专利技术的更多实施方式中还可以提出，相对于正向电压确定最小跃变电压，从该最小跃变电压开始探测到电压跃变。例如，最小跃变电压可以是正向电压的0.05％。在本专利技术的更多实施方式中，最小跃变电压可以是正向电压的0.1％、0.3％、1％或者3％。在这里，最小跃变电压可以相对于瞬时正向电压或者相对于时间上平均的正向电压被确定。从其开始探测到电压跃变的最小跃变电压是一个故障标准，它和其他的故障标准一样可以依据应用情况(环境温度范围、LED、电路板材料......)被定义。优选地，将最小跃变电压定义在0.3-2.0V之间。根据一种优选的实施方式提出，使用寿命信息包括：-第一警报信息，当探测到第一次的电压跃变时，就发出这个警报信息，和/或-第二警报信息，当某个预定的时间段内探测到了超过预定次数的电压跃变时，就发出这个警报信息。第一警报信息因此可以涉及到第一提前警告。通常第一电压跃变在比较早的时候就已经出现在LED模块的使用周期中，例如在停止工作的可能性还小于10％的时间点。但是，只要将从其开始探测到电压跃变的最小跃变电压设定得略微高一点，例如设定在最少500mV、最小1V或者最小3V，那么第一次的这种电压跃变就已经可以说明即将停止工作的可能性已经达到了50％。第二警报信息涉及到在预定的时间段内探测到了超过预定次数的电压跃变，也就是说已经达到了一定的电压跃变频率。所述预定的时间段在此通常仅仅涉及LED模块的一段接通时间段。第二警报信息相比第一警报信息通常是LED模块或LED模块的焊接接头老化的更可靠的指示，所以要担心LED模块很快要停止工作。根据本专利技术的一种实施方式提出，发出第一和/或第二警报信息包括发出声学的和/或光学的警告信号，尤其是让LED模块进入闪烁模式。于是能够提前提示使用者，LED模块即将停止工作。不言而喻地，在本专利技术的构造方案中，即使在不同于上述的第一和/或第二警报信息的警报信息中，也可以发出一个警告信号。例如可以在LED模块的具体计算出的剩余使用寿命小于预定的最小使用寿命时，发出一个警告信号。在本专利技术的作为替选的实施方式中，也可以在探测到电压跃变以后立即发出一个警告信号。于是可以在不拖延任何时间的情况下立即通知使用者即将停止工作。这有另一个优点，即，使用者可能有机会发现LED模块的老化可能是由于某个特定的运行模式造成的。例如，当LED模块安装在一个台灯罩里面时，其中无法充分地导走热量，有利的是，向使用者立即通知电压跃变。在本专利技术的其他实施方式中还可以提出，在发出第一和/或第二警告信息时做一个标记，即，在LED模块下一次接通时发出一个警告本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定带有多个LED(142)的LED模块(140)的预期使用寿命信息的方法，其中，所述方法包括以下步骤：在彼此相差不超过100ms的时间点上获取(S50)LED模块的正向电压，将当前获取的正向电压与一个或者多个先前获取的正向电压进行比较(S80、S90)，从而探测出电压跃变(322、323、421‑425、521)，所述电压跃变在预定的跃变持续时间内达到一个最小跃变电压，其中，所述最小跃变电压至少等于60mV，并且预定的所述跃变持续时间小于100ms，并且基于一个或者多个探测到的电压跃变来确定(S92、S94)预期使用寿命信息。

【技术特征摘要】
2015.04.17 DE 102015105914.21.一种用于确定带有多个LED(142)的LED模块(140)的预期使用寿命信息的方法，其中，所述方法包括以下步骤：在彼此相差不超过100ms的时间点上获取(S50)LED模块的正向电压，将当前获取的正向电压与一个或者多个先前获取的正向电压进行比较(S80、S90)，从而探测出电压跃变(322、323、421-425、521)，所述电压跃变在预定的跃变持续时间内达到一个最小跃变电压，其中，所述最小跃变电压至少等于60mV，并且预定的所述跃变持续时间小于100ms，并且基于一个或者多个探测到的电压跃变来确定(S92、S94)预期使用寿命信息。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述最小跃变电压大于200mV，尤其是大于500mV，和/或所述跃变持续时间小于50ms，尤其是小于10ms。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，为负的电压跃变(322、323、421-425)定义了一个负的最小跃变电压，在所述负的电压跃变中，所述正向电压跳到一个更低的值上，并且，为正的电压跃变(521)定义了一个正的最小跃变电压，在所述正的电压跃变中，所述正向电压跳到一个更高的值上，其中，所述正的最小跃变电压与所述负的最小跃变电压不同。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述使用寿命信息包括：第一警报信息，当探测到第一次的电压跃变(322、421、521)时，就发出所述第一警报信息，和/或第二警报信息，当在一个预定的时间段内，特别是在所述LED模块在接通状态中的一个预定的时间段内，探测到了超过预定次数的电压跃变时，就发出所述第二警报信息。5.根据权利要求4所述的方法，其中，发出所述第一警报信息和/或第二警报信息包括发出声学的和/或光学的警告信号，尤其是让所述LED模块(140)进入闪烁模式。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：获取温度，以及基于获取的温度调适所述最小跃变电压和/或预设的所述跃变持续时间。7.根据前述权利要求中任一项所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯恩哈德·武平格，马库斯·莱茵，尤利娅·佩尔茨尔，
申请(专利权)人：西特科照明有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE