[实用新型]一种LED降额曲线的测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体光电器件的热学性能检测技术领域，特别是LED结温与电流降额曲线的测量装置。

背景技术

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150lm/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200lm/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，E.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。

发明内容

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，本实用新型旨在提供一种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。

为了达到上述发明目的，本实用新型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≤10^-2s，占空比应≤0.1％，电流源误差应≤10^-3A，电压测量误差应≤10^-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≤1℃

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℃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。