一种LED降额曲线的测量装置制造方法及图纸

一种LED降额曲线的测量装置，属于半导体光电器件的热学性能检测技术领域。本实用新型专利技术的待测LED、热电偶和夹具置于恒温烤箱内，待测LED和热电偶置于夹具上的同一位置。连接数字源表和待测LED，连接数字万用表和热电偶。分别将数字源表、数字万用表、夹具和恒温烤箱与计算机相连接。数字源表提供驱动待测LED的正向电流；恒温烤箱提供稳定的环境温度；热电偶用于探测待测LED附近的实际环境温度；数字万用表用于巡检热电偶的阻值大小；计算机负责收集、处理相关数据，并向用户输出图形化的降额曲线。同现有技术相比，本实用新型专利技术具有高效、准确、适用范围广泛的优点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于半导体光电器件的热学性能检测
，特别是LED结温与电流降额曲线的测量装置。
技术介绍
LED是英文Light Emitting Diode的缩写，译为发光二极管。截止到目前为，全球商业化白光LED产品的发光效率已达到1501m/W左右，约为荧光灯光效的2倍；而实验室条件下的白光LED光效更高达2001m/W左右。寿命可达5 10万小时以上。LED的节能、环保、长寿命等卓越品质和巨大市场价值已在全世界范围内获得广泛认可。尽管LED的电光转换效率很高，但是仍有小部分电能转换为热能，加上未抽取出的光子在器件内部不断损耗所产生的热能，都将增高LED器件的结温。过高的结温会对器件的光谱、光功率、寿命和可靠性等参数产生破坏性影响。因此，实施有效的热量管理便成了 LED器件或灯具系统设计中的重要课题，特别是伴随着LED工作电流和功率的不断提升。 电流降额曲线正是热量管理中的一种有效解决方法。电流降额曲线是指，当环境温度升高时，为保证LED的结温不超过最大工作结温而采取降低正向电流的办法来实现对结温的控制。将正向电流随着环境温度增加从最大工作电流开始逐渐降低的过程用图形化曲线来表达，便形成了电流降额曲线。电流降额曲线是LED器件设计、灯具设计的评价指标之一，同时也是工程应用的重要依据，比如，使用智能芯片为LED在不同环境温度下提供准确、安全的驱动电流。此外，电流降额曲线已成为 LED器件或灯具产品说明书中不可缺少的性能参数图谱。所以，选取准确、高效的测量系统和算法来获得电流降额曲线具有重要意义。目前，国内外尚无一例专利涉及LED电流降额曲线的测量系统和测量方法。此外，需要说明的是，电流降额曲线的测量是以LED结温的测量为前提的。进一步而言，电流降额曲线是通过对结温与正向电流变化曲线的推导、计算而来。关于LED结温的测量已有许多文献和中国专利报道，常见的方法有①正向电压的K系数法；②正向电压的脉冲定标法(文献:Y. Xi, Ε. F. Schubert, Applied Physics Letters, Vol. 85，No. 12，Page :2163 2165 ；中国专利:CN 10170101854A)；③管脚法；④ 电致发光峰值偏移法；⑤蓝白比法；⑥红外摄像法等等。其中，方法①、③ ⑤的测试精度较低；方法⑥仅对LED芯片外露的器件形式有效，对于一般的封装器件或灯具则无法实施测量；方法②的测试精度较高，适用范围较广，但是对于多个电流强度下的结温计算，该方法显得较为繁琐。
技术实现思路
针对上述现有技术中LED结温测量存在的不足，以及LED降额曲线测量的空白，本技术旨在提供一种LED降额曲线的测量装置，使其具有高效、准确、适用范围广泛的优点ο3为了达到上述专利技术目的，本技术的技术方案以如下方式实现一种LED降额曲线的测量装置，其结构特点是，它包括数字源表、恒温烤箱、热电偶、夹具、数字万用表、计算机以及待测LED。所述待测LED、热电偶和夹具置于恒温烤箱内， 待测LED和热电偶置于夹具上的同一位置。使用四线法连接数字源表和待测LED，使用四线法连接数字万用表和热电偶，四线法为数字源表的一种连线方式，便于精确测量被测器件两端的电压。分别将数字源表、数字万用表、夹具和恒温烤箱与计算机相连接。数字源表提供驱动待测LED的正向电流并同时测量正向电压；恒温烤箱为待测LED提供稳定的环境温度；热电偶用于探测待测LED工作时其附近位置处的实际环境温度；数字万用表用于巡检热电偶的阻值大小并得到即时的环境温度；装有测量软件的计算机是整个系统的控制中心，负责收集、处理相关数据，并向用户输出图形化的降额曲线。在上述测量装置中，所述待测LED为LED芯片或者是经过封装的LED器件、灯具。在上述测量装置中，所述数字源表具备脉冲直流电源和稳恒直流电源的功能，其所产生的单脉冲宽度应彡IO-2S,占空比应彡0. 1%，电流源误差应彡IO-3A,电压测量误差应 (IO-1V ；所述数字万用表的电阻测量误差应< 1Ω ；热电偶的测量误差应< rc在上述测量装置中，所述恒温烤箱内部安装温度探测器对烘烤温度进行循环监测，并将监测温度输出到计算机。在上述测量装置中，所述夹具是由耐热温度范围为20 150°C的PCB板形成，夹具上设置多个器件插槽并装有具备选址导通功能的辅助电路，并由计算机负责控制被测器件的选址导通。本技术所采用的测量装置简化了测量过程，同时兼顾了测量模块的精度。而且，本技术采用计算机整合各组成部分，自动控制测量过程的实施，利用相关算法对采集数据进行处理，最后将测量结果以图形化软件界面的方式输出。因此，本技术具有简便、高效、准确、适用性广的特点。以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步说明。附图说明图1为本技术测量装置的结构示意图；图2为本技术测量方法的流程图；图3为本技术测量方法的直线系方程Vf = K1Vb(If)的关系图；图4为本技术测量方法的直线系方程L = K2If+Ta的关系图；图5为本技术测量方法的直线方程If = ("1/K2) (Ta-IVmax)的关系图。具体实施方式参看图1，本技术测量装置包括数字源表1、恒温烤箱2、热电偶5、夹具4、数字万用表6、计算机7以及采用LED芯片或者是经过封装的LED器件、灯具的待测LED3。待测 LED3、热电偶5和夹具4置于恒温烤箱2内，待测LED3和热电偶5置于夹具4上的同一位置。使用四线法连接数字源表1和待测LED3，使用四线法连接数字万用表6和热电偶5，分别将数字源表1、数字万用表6、夹具4和恒温烤箱2与计算机7相连接。数字源表1提供驱动待测LED3的正向电流并同时测量正向电压，数字源表1具备脉冲直流电源和稳恒直流电源的功能，其所产生的单脉冲宽度应彡IO-2S,占空比应彡0. 1%，电流源误差应彡IO-3A, 电压测量误差应彡IO-1V0恒温烤箱2为待测LED3提供稳定的环境温度，它内部安装温度探测器对烘烤温度进行循环监测，并将监测温度输出到计算机7。热电偶5用于探测待测 LED3工作时其附近位置处的实际环境温度。数字万用表6用于巡检热电偶5的阻值大小并得到即时的环境温度，它的电阻测量误差应彡1Ω。热电偶5的测量误差应彡1°C。装有测量软件的计算机7是整个系统的控制中心，负责收集、处理相关数据，并向用户输出图形化的降额曲线。夹具4是由耐热温度范围为20 150°C的PCB板形成，夹具4上设置多个器件插槽，并装有具备选址导通功能的辅助电路。本技术的一个优选实例说明如下数字源表1 选用 Keithley Sourcemeter ^OlA,恒温烤箱 2 选用 ESPEC PC200，钼合金热电偶5选择型号PtlOO，数字万用表6选用Keithley Multimeter 2000，待测LED3为GaN基蓝光二极管。参看图2，在上述选型下的测量系统将按照下述测量方法实施①把待测LED3和热电偶5安放在夹具4上的同一位置，并一起放入恒温烤箱2内； 使用四线法连接数字源表1和待测LED3，使用四线法连接数字万用表6和热电偶5 ；并分别将数字源表1、数字万用表6、夹具4和恒温烤箱2与计算机7相连接，计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种ＬＥＤ降额曲线的测量装置，其特征在于，它包括数字源表（１）、恒温烤箱（２）、热电偶（５）、夹具（４）、数字万用表（６）、计算机（７）以及待测ＬＥＤ（３），所述待测ＬＥＤ（３）、热电偶（５）和夹具（４）置于恒温烤箱（２）内，待测ＬＥＤ（３）和热电偶（５）置于夹具（４）上的同一位置，使用四线法连接数字源表（１）和待测ＬＥＤ（３），使用四线法连接数字万用表（６）和热电偶（５），分别将数字源表（１）、数字万用表（６）、夹具（４）和恒温烤箱（２）与计算机（７）相连接，数字源表（１）提供驱动待测ＬＥＤ（３）的正向电流并同时测量正向电压；恒温烤箱（２）为待测ＬＥＤ（３）提供稳定的环境温度；热电偶（５）用于探测待测ＬＥＤ（３）工作时其附近位置处的实际环境温度；数字万用表（６）用于巡检热电偶（５）的阻值大小并得到即时的环境温度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马亮，
申请(专利权)人：同方光电科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11