[发明专利]大功率LED可靠性试验的结温监测电路系统

摘要

本发明公开一种大功率LED可靠性试验的结温监测电路及方法，所述电路包括：快速切换模块，延时采样模块，自标定模块，测试恒流源模块和驱动恒流源模块，其中所述快速切换模块，用于将所述的驱动恒流模块进行快速切断；所述延时采样模块，用于采集所述的测试恒流源模块在LED两端产生的正向压降；所述自标定模块，用于比较待测LED和参考LED在不同温度下的正向电压，通过自标定环节，消除待测LED由测试电流引起的物性变化，获取待测LED在可靠性试验环境下的结温。本发明所述的电路能实时监测LED工作的稳态结温变化趋势，为可靠性试验中LED封装模块热性能的描述与评估提供科学的评价依据。

主权项

一种大功率LED可靠性试验的结温监测电路，其特征在于：包括驱动恒流源模块(500)、测试恒流源模块(400)、快速切换模块(100)、延时采样模块(200)和自标定模块(300)，其中，所述驱动恒流源模块电连接待测LED，对所述待测LED进行加热；所述测试恒流源模块电连接所述待测LED，提供所述待测LED测试所需的电流；所述快速切换模块，用于控制所述的驱动恒流源模块的输出电流在所述待测LED的加热周期作用于待测LED，测试周期被旁路到地；所述延时采样模块，连接晶振(201)并通过所述晶振提供标准时钟信号，产生驱动脉冲信号，基于所述驱动脉冲信号采集所述测试恒流源模块输出的所述待测LED(10)在所述的测试周期下的正向电压；所述自标定模块电连接第三数字电压计(301)，所述自标定模块通过比较待测LED和参考LED，消除待测LED由电流引起的物性变化，在线监测待测LED在不同可靠性环境下的结温，获取所述待测LED由温度效应引起的电压的变化，并将电压输出至所述第三数字电压计进行显示；所述监测电路还包括用于取样监测所述测试恒流源模块输出电流的第一取样电阻(Rts)及第一数字电压计(401)，用于取样监测所述驱动恒流源模块输出电流的第二取样电阻(Rds)及第二数字电压计(501)；所述延时采样模块包括串联连接的第一计数器和第二计数器，所述第一计数器和第二计数器的时钟端连接晶振，所述晶振输出标准时钟信号，所述第一计数器(U201)和第二计数器(U202)的输出端分别与第一与非门(U203)的两个输入端相连，构成一个分频电路，所述第一与非门的输出端连接第二与非门的一输入端，所述分频电路输出延时采样脉冲信号至所述第二与非门(U204)，单刀双掷开关(S201)的动端连接参考电压+12V，一个不动端子为标定端，另一个不动端子为测试端，所述标定端悬空连接呈高阻态,所述测试端连接所述第二与非门的二输入端,第一滤波电阻(R201)串联第一滤波二极管(D201),第二滤波电阻(R202)和第一滤波电容分别连接所述单刀双掷开关的测试端到地，用于滤除杂波和状态提示；第三电阻(R203)和第一电容(C203)构成的充放电回路与第三与非门(U204)输出端相连，通过第四与非门(U205)和第一或非门(U207)构成的与或运算电路输出延时采样脉冲信号，通过第二或非门(U206)和第三或非门(U208)构成的或运算电路输出驱动脉冲信号；所述待测LED的P端连接至由第一运放(A201)构成的电压跟随器的同相输入端，所述第一运放(A201)的输出连接至由第四电阻(R204)，模拟开关A和第二电容(C204)构成模拟采样电路，所述的模拟开关A的控制端连接所述的延时采样脉冲信号，所述的模拟开关A的输出接至由第二运放(A202)构成的电压跟随器的同相输入端，输出采样信号；当所述的单刀双掷开关(S201)置于标定端时，第三与非门(U204)在一端为低电平输入下，输出为高电平，所述的延时采样脉冲信号和所述的驱动脉冲信号均为高电平，模拟开关A导通，延时采样脉冲信号为待测LED的正向电压；当所述的单刀双掷开关(S201)置于测试端时，所述的第三与非门(U204)输出为占空比为1％的延时采样脉冲信号，在所述的延时采样脉冲信号高电平周期，模拟开关A导通，输出待测LED二极管的正向电压，在所述的延时采样脉冲信号低电平周期，模拟开关A截止，延时采样脉冲信号进入保持状态；所述快速切换模块包括光耦、所述光耦连接第一MOS管，所述光耦的输入端和输出端分别串接有第一开关电阻和第二开关电阻，所述光耦和第一MOS管的栅极相连，所述快速切换模块还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管连接在所述测试恒流源模块与所述待测LED的连接支路上，所述第二二极管连接在所述驱动恒流源模块与所述待测LED的连接支路上，所述第二二极管P极通过第二取样电阻连接所述第一MOS管的源极，所述光耦与所述延时采样模块的驱动脉冲信号输出端相连；当所述的单刀双掷开关(S201)置于标定端时，控制驱动脉冲信号输出为低电平，所述光耦导通输出高电平，所述光耦控制所述第一MOS管导通，所述的驱动恒流源模块电路的输出电流被旁路；当所述的单刀双掷开关(S201)置于测试端时，控制驱动脉冲信号为脉冲信号，在脉冲信号高电平期间，所述光耦为高阻态，所述第一MOS管处于截止状态，所述的驱动恒流源模块和所述的测试恒流源模块共同输出到所述待测LED，对其进行加热；在脉冲信号低电平期间，所述光耦和所述第一MOS管均导通，驱动电流被旁路，使得所述待测LED上只有所述的测试恒流引起的正向电压。