[发明专利]一种LED灯具热阻构成测试装置和方法

说明书

技术领域：

该技术属于半导体LED照明和显示可靠性设计和考核技术领域。该发明主要应用于快速、非破坏性确定LED灯具热阻构成的方法和装置。

背景技术：

半导体LED照明灯具或显示面板使用一定数量的功率LED器件作为光源，其工作时会产生大量的热，致使半导体PN结处的温度升高，性能下降。一般采用散热板或增加散热装置等，将热量由LED芯片集中区域导出至外部环境，保证结温低于安全温度，确保整个灯具的品质。

但是，现有技术中只能测量单个LED芯片的热阻，而无法测量组成灯具后的热阻，常用的方法只是通过LED灯具表面的测温探头测量其表面处的温度。这对实际LED灯具设计和应用极不便利。本发明利用采集LED芯片瞬态温升过程曲线技术，可以便捷、无损地获取LED灯具热阻构成的信息，为优化设计LED灯具散热装置，改善散热性能，具有明显的先进性。

发明内容：

本发明的主要发明点在于：在实际LED灯具中，选取、隔离部分LED作为测温元件，设计了控制外部灯具电源的同步开关方式和装置，利用瞬态温升过程曲线的采集线路和方法，在线测量实际LED灯具的热阻构成。

LED灯具热阻构成测试仪装置，其特征在于：

该装置包括：具有可测量LED芯片温升和热阻的测试仪100、受测试仪100控制的被测LED灯具工作电源开关200、LED灯具电源201、测温LED单元组件301以及被测LED灯具300；

测试仪100包含计算机101、采集卡102、测温LED单元测试电流源103、计算机控制的测温LED单元组件工作电源开关104、测温LED单元组件工作电源105和测温LED单元工作电压电流采集单元106；

其中测温LED单元组件301以及被测LED灯具300的关系如下;灯具中LED连接方式先是一定数量LED串联，然后多个串联的LED再并联接入电源；从多路并联LED中，隔离出一路测温LED单元组件301，其余的LED为被测LED灯具300；隔离出的一路测温LED单元组件301上的热阻，其周围温度分布情况与实际LED灯具工作上一致，就代表了整个灯具热阻；

将测温LED单元组件301分别连接到测试仪100中的LED芯片工作电流源104、测温LED单元测试电流源103、采集卡102和工作电压电流采集单元106，将被测LED灯具300连接到被测LED灯具工作电源开关200，灯具电源201连接200，将被测LED芯片供电电源105连接104，被测LED灯具工作电源开关200和LED芯片工作电流源104连接到计算机101；计算机101连接采集卡102/测温LED单元测试电流源103和工作电压电流采集单元106。

应用上述装置进行LED灯具热阻的测试方法，其特征在于：

测量时，将LED灯具隔离出的测温LED单元组件301分别接入到测试仪100中的测温LED单元组件工作电源开关104、测温LED单元测试电流源103、采集卡102和工作电压电流采集单元106，将被测LED灯具300接入被测LED灯具工作电源开关200，并联入LED灯具电源201，将测温LED单元组件工作电源105接入测温LED单元组件工作电源开关104，LED灯具电源开关200和测温LED单元组件工作电源开关104接入计算机101，同步受计算机控制；

启动测量程序后，计算机101发出指令将测温LED单元测试电流源103一直加载到测温LED单元组件301，经采集卡102，采集到此时未施加工作电流下的测温LED单元组件301两端电压V₀；

然后，计算机发出指令将测温LED单元组件工作电源105经测温LED单元组件工作电源开关104加载到测温LED单元组件301，同时将LED灯具电源201经被测LED灯具工作电源开关200加载到被测LED灯具300；计算机发指令工作电压电流采集单元106采集到测温LED单元组件301的工作电压和电流，并计算出采集测温LED单元组件301的工作功率P=VI；

待被测LED灯具300温度不再变化达到稳态，计算机101发出指令，同时关断测温LED单元组件工作电源105和灯具电源201，并触发采集卡102采集被测LED单元组件301上的电压随时间变化V(t)；

测温LED单元组件301的温度系数为α，LED单元组件301温升随时间变化ΔT(t)=[V(t)-V₀]/α，测温LED单元组件301工作时加载的功率P=VI，测试仪对ΔT(t)曲线进行计算，得出LED单元组件301的热阻也就是被测LED灯具300的热阻构成。