一种LED灯具的结温测量方法技术

本发明专利技术公开了一种LED灯具的结温测量方法。该LED灯具的结温测量方法包括：在LED光源加载电流脉冲；采集LED瞬间结电压响应；测量不同温度下LED的结电压响应，完成对LED光源的V‑t标定；测量LED灯具实际工作中LED光源的电流、电压值计算LED灯具的结温。本发明专利技术提供的LED灯具的结温测量方法能够测量LED灯具的结温，避免了加工工艺的不同、整体封装的差异、实际工作环境以及内部驱动电路输出的变化等对结温产生的影响。

A method for measuring junction temperature of LED lamps

The invention discloses a method for measuring the junction temperature of LED lamps. Including the measurement method for junction temperature of the LED lamp: LED light source in the load current pulse; LED transient voltage response acquisition node; node voltage measurement at different temperatures LED response, completion of the LED V source t calibration; current and voltage measurement of LED lamps in the practical work of the LED light source value calculation of junction temperature of the LED lamp. Junction temperature measurement method of LED lamp provided by the invention can junction temperature measurement of LED lamps, avoid the influence of different processing technology, the overall package of differences, the actual work environment and internal drive circuit output change of junction temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种LED灯具的结温测量方法
本专利技术涉及LED照明领域，具体涉及一种LED灯具的结温测量方法以。
技术介绍
LED作为第四代新型能源，以其长寿命，高效节能等诸多优势被广泛应用于各大照明领域。LED照明产品因其绿色、节能、寿命长等优势正逐步取代传统照明产品。在LED可靠性方面很关键的问题之一在于解决LED器件PN结的热学问题，因此测量LED实际工作状态下的结温及热阻，对其可靠性评估以及散热设计方面具有重要意义。然而,目前的结温测量方法主要是针对单颗LED或LED模组，而LED灯具由于加工工艺的不同、整体封装的差异、实际工作环境以及内部驱动电路输出的变化都会对结温产生影响，单颗LED或LED模组结温测量很难反映出实际工况下LED灯具的结温。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术存在的缺陷，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种LED灯具的结温测量方法。所述LED灯具的结温测量方法包括：一种LED灯具的结温测量方法，包括：在LED光源加载电流脉冲；采集LED瞬间结电压响应；测量不同温度下LED的结电压响应，完成对LED光源的V-t标定；测量LED灯具实际工作中LED光源的电流、电压值计算LED灯具的结温。在一些实施例中，在所述步骤在LED光源加载电流脉冲之前还包括：将LED灯具放入恒温箱中，待其达到热平衡时LED灯具的结温与恒温箱温度一致。在一些实施例中，所述电流脉冲的脉冲幅值为LED光源额定电流。在一些实施例中，所述测量不同温度下LED的结电压响应，完成对LED光源的V-t标定具体为分别在四个电流下并每间隔相同温度对LED光源进行V-t标定。在一些实施例中，所述四个电流分别为：128mA、130mA、132mA、134mA。在一些实施例中，所述间隔相同温度为间隔5℃。在一些实施例中，所述步骤测量不同温度下LED的结电压响应，完成对LED光源的V-t标定之后还包括引入电流修正因子来补偿电流的变化。在一些实施例中，所述电流修正因子的计算公式为：Rs、I0分别为LED的内阻(Ω)、反向饱和电流(A),IR为电流实际测量值，W为温度电压当量。在一些实施例中，所述测量LED灯具实际工作中LED光源的电流、电压值计算LED灯具的结温具体为：测量LED灯具在220VAC中的LED光源的电流、电压值计算LED灯具的结温。在一些实施例中，所述采集LED瞬间结电压响应是通过高频数据采集卡采集得到。本专利技术的技术效果：本专利技术提供的LED灯具的结温测量方法能够测量LED灯具的结温，避免了加工工艺的不同、整体封装的差异、实际工作环境以及内部驱动电路输出的变化等对结温产生的影响。附图说明图1为根据本专利技术一个实施例的LED灯具的结温测量方法的流程示意图；图2为根据本专利技术一个实施例的LED灯具的结温测量方法的原理示意图；图3为本专利技术一个实施例的LED灯具在不同电流下V-t标定结果。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，而不构成对本专利技术的限制。参考图1所示，是本专利技术提供的一种LED灯具的结温测量方法。所述LED灯具的结温测量方法包括：S1，在LED光源加载电流脉冲；S2，采集LED瞬间结电压响应；S3，测量不同温度下LED的结电压响应，完成对LED光源的V-t标定；S4，测量LED灯具实际工作中LED光源的电流、电压值计算LED灯具的结温。在一些实施例中，在所述步骤S1在LED光源加载电流脉冲之前还包括：将LED灯具放入恒温箱中，待其达到热平衡时LED灯具的结温与恒温箱温度一致。在一些实施例中，所述电流脉冲的脉冲幅值为LED光源额定电流。在一些实施例中，所述测量不同温度下LED的结电压响应，完成对LED光源的V-t标定具体为分别在四个电流下并每间隔相同温度对LED光源进行V-t标定。在一些实施例中，所述四个电流分别为：128mA、130mA、132mA、134mA。在一些实施例中，所述间隔相同温度为间隔5℃。在一些实施例中，所述步骤测量不同温度下LED的结电压响应，完成对LED光源的V-t标定之后还包括引入电流修正因子来补偿电流的变化。在一些实施例中，所述电流修正因子的计算公式为：Rs、I0分别为LED的内阻(Ω)、反向饱和电流(A),IR为电流实际测量值，W为温度电压当量。在一些实施例中，所述测量LED灯具实际工作中LED光源的电流、电压值计算LED灯具的结温具体为：测量LED灯具在220VAC中的LED光源的电流、电压值计算LED灯具的结温。在一些实施例中，所述采集LED瞬间结电压响应是通过高频数据采集卡采集得到。本专利技术基于脉冲电流法提出了一种LED灯具结温的测量方法。该方法在V-t理论模型中引入电流修正因子，能够有效减小LED灯具内驱动电路输出电流(DC)的变化对结温测量所引入的误差,获得LED灯具的结温。本专利技术的测试方法如下：脉冲法测量结温是通过对LED灯具加载瞬时电流脉冲，忽略短时间内LED自加热升温(Self-heating)的影响，测量LED瞬间结电压响应(V)并以环境温度作为LED的结温(t)进行V-t标定，然后测量LED实际工作中的结电压值来计算LED结温。根据二极管方程，同时考虑欧姆作用的影响，LED伏安特性可以写为：VF＝(nKT/q)×ln(IF/I0)+RsIF(1)其中，VF、IF、Rs、I0分别为LED的正向电压(V)、电流(A)、内阻(Ω)、反向饱和电流(A)；n为理想因子；K为玻尔兹曼常数8.617×10-5eV/K；T为温度(K)；q为电荷量1.6×10-19C。反向饱和电流I0与温度t关系遵循指数分布规律：I0＝aexp(bt)(2)其中，a、b为常数、T(K)＝t(℃)+273.15，将(2)式带入(1)中有：因此，在恒定电流IF下，(3)式可化简为：VF＝A×(-t2)+B×t+C+RsIF(4)其中A、B、C为常量。通常LED结温范围在20～120℃左右，大量实验研究表明该范围内LEDV-t曲线近似线性变化,LED内阻受温度影响小，Rs视为常量。结温在20～120℃范围内(4)式可化简为：VF＝-A1×t+B1(6)其中，A1、B1为常数、B1＝C+RsIF若电流IF不是恒定的，在V-t中考虑电流IF的变化，(3)式对IF求导有：式中为温度电压当量，(7)式简化为：联立(6)、(8)式，变化电流IF下的V-t关系可以写成：其中，A1、B1是在恒定电流I0下V-t标定的结果，VR、IR为电压、电流实际测量值，为电流修正因子,t即为所测LED灯具的结温。如图2所示为结温测量的原理图，首先将LED灯具放入恒温箱中，待其达到热平衡时LED灯具的结温与恒温箱温度一致，此时在LED光源引脚两端加载电流脉冲(脉冲幅值为LED光源额定电流)，用高频数据采集卡采集LED瞬间结电压响应(V)。然后改变恒温箱温度(t)，测量不同温度下LED的结电压响应，完成对LED光源的V-t标定。最后测量LED灯具实际工作(220VAC)中LED光源的电流、电压值计算LED灯具的结温。分别在128mA、130mA(额定电流)、132mA、134mA四个电流下并每间隔5℃对LED光源进行V-t标定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED灯具的结温测量方法，其特征在于，包括：在LED光源加载电流脉冲；采集LED瞬间结电压响应；测量不同温度下LED的结电压响应，完成对LED光源的V‑t标定；测量LED灯具实际工作中LED光源的电流、电压值计算LED灯具的结温。

【技术特征摘要】
1.一种LED灯具的结温测量方法，其特征在于，包括：在LED光源加载电流脉冲；采集LED瞬间结电压响应；测量不同温度下LED的结电压响应，完成对LED光源的V-t标定；测量LED灯具实际工作中LED光源的电流、电压值计算LED灯具的结温。2.根据权利要求1所述的LED灯具的结温测量方法，其特征在于，在所述步骤在LED光源加载电流脉冲之前还包括：将LED灯具放入恒温箱中，待其达到热平衡时LED灯具的结温与恒温箱温度一致。3.根据权利要求1所述的LED灯具的结温测量方法，其特征在于，所述电流脉冲的脉冲幅值为LED光源额定电流。4.根据权利要求1或2所述的LED灯具的结温测量方法，其特征在于，所述测量不同温度下LED的结电压响应，完成对LED光源的V-t标定具体为分别在四个电流下并每间隔相同温度对LED光源进行V-t标定。5.根据权利要求4所述的LED灯具的结温测量方法，其特征在于，所述四个电流分别为：128mA、130mA、132mA、134mA。...

【专利技术属性】
技术研发人员：高群，客洪亮，王潇洵，荆雷，王尧，孙强，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22