[发明专利]一种LED四热阻检测装置及其计算方法

说明书

现有的LED热阻测量只是测LED到散热片的传导热阻和散热片到空气的对流热阻，而没有测量LED的PN结到LED上表面的传导热阻和LED上表面到空气的对流热阻，本发明是一种基于LED四热阻检测装置的热阻计算方法。该热阻计算方法为穷举粒子群寻优算法，同时该检测装置包括：2个恒流源，1个可控开关元件，3个温度传感器，1个电流传感器，1个电压传感器，1个恒温箱，测控单元。可以得到LED灯珠的结温和LED的4个热阻，为LED应用、LED散热器的设计、LED寿命评估提供更可靠的热阻数据。

技术领域

本发明涉及LED热阻研究领域，尤其涉及一种LED四热阻检测装置及其计算方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，大功率LED 灯的运用越来越广泛，对LED散热检测要求也越来越高。

LED结温直接决定LED的寿命和可靠性，LED所工作环境的散热性能一般是用热阻评价，其热阻越大，LED的结温越高。

现有技术中对LED热阻的研究仅仅考虑LED晶片到散热器的传导热阻和散热器到空气的对流热阻，简称两热阻模型，如附图2所示，并没考虑LED灯在工作时出光表面温度也很高，LED晶片到出光表面也有传导热阻，出光表面到空气也有对流热阻，这2个热阻对LED散热也有很大影响，所以现有技术中的两热阻测量法会导致对LED结温分析不够精确，从而影响LED寿命评估。因此我们提出将上述4个热阻一并检测的方法，简称四热阻测量法，并且利用穷举粒子群寻优算法找出了最优四热阻值。

现有技术中对LED热阻的测量大多采取人工测量，自动化程度不高，误差较大，如附图3所示。

由此可见，现有的LED两热阻方法和装置存在缺陷和不便，亟待加以进一步改进。本设计人经过长期研究，并经反复试作样品，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明--一种LED四热阻检测装置及其计算方法，所述LED四热阻检测装置，其特征在于其包括：2个恒流源；1个可控开关元件；3个温度传感器；1个电流传感器，串联在所述LED模组的供电电路中，用于测量供电电路电流；1个电压传感器，与LED模组正负电极并联用于测量所述LED模组的LED灯珠的正向输入电压；2个恒流源并联，分别为小电流恒流源和大电流恒流源，用于给LED模组供电；恒温箱，所述被测LED模组、3个温度传感器、电流传感器、电压传感器放置其中；测控单元，用以接收3个温度传感器、电流传感器、电压传感器的信号，计算所述LED灯珠的结温和LED模组的4个热阻，发出所述可控开关元件的控制信号。

进一步，所述3个温度传感器中第一个温度传感器a用于测量环境温度，第二个温度传感器b固定在被测LED模组的散热片上用于测量散热片温度，第三个温度传感器c固定在被测LED模组的LED灯珠上表面由于测量LED灯珠上表面封装胶的温度。

进一步，所述2个恒流源中小电流恒流源的输出端接可控开关元件的输入端A，大电流恒流源的输出端接可控开关元件的输入端B，可控开关元件的输出端C接电流传感器的正极，电流传感器的负极接LED模组的正极，LED模组的负极接2个恒流源的负端，可控开关元件的控制端接所述测控单元，测控单元发出信号使可控开关元件接通一个所述的恒流源，同时断开另一个恒流源。

进一步，所述2个恒流源中第一恒流源的工作范围在1mA—100mA，第二恒流源的工作范围在10mA—10A。

一种LED四热阻计算方法，其特征在于应用所述LED四热阻检测装置所测的3个温度、1个电流、1个电压，其特征在于包括以下步骤：a. 根据LED模组功率大小及实验经验进行四热阻值和传导功率流值范围评估设定；b.用穷举法搜索粗分辨率解；c.用粒子群寻优算法搜索精确解，从而计算出4个热阻。