[发明专利]大功率LED器件的综合控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及LED的控制系统，尤其涉及一种大功率LED器件的综合控制方法及系统。

背景技术

上世纪60年代第一只LED产品在美国诞生，它的出现给人们的生活带来了很多光彩，由于LED具有寿命长、低功耗、绿色环保等优点，与之相关的技术发展得非常迅速。它已经成为“无处不在”与我们的生活息息相关的光电器件和光源，比如手机的背光，交通信号灯，大屏幕全彩显示屏和景观亮化用灯等等。

随着LED的应用范围日益扩大，特别是近年来高功率超高亮度LED的问世，大大拓展了LED的应用领域，高光效LED市场正由显示领域向照明领域扩展。目前LED的发光率仅能达到20％～30％，也就是说还有70％～80％的热量转换成了热能，高性能LED光学性能和可靠性的提高，都依赖于芯片的结温控制。具体而言，结温对芯片性能的影响主要表现在如下几个方面：其一，高温导致LED永久老化；其二，结温上升，VF成线性下降；其三，结温上升时，LED的发光波长变长，颜色发生红移；其四，随着LED温度上升，光通量下降。因而，如何监控结温，尤其是实时的结温监控，已经成为制约LED应用而又急待解决的问题。

目前，为了实现对LED结温的监控，通常需要复杂的装置，例如，需要在LED器件的驱动电路中增设温度传感芯片等，并辅以其它元件，这会使LED器件结构更为复杂，增加成本，并降低了LED器件的稳定性，也不利于LED器件的小型化，而且不适于晶圆级LED器件(一种典型晶圆级LED器件的拓扑结构可参阅图1)。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种大功率LED器件的综合控制方法及系统，以实现对于高压、超高压LED，特别是晶圆级LED器件的低成本、高效率的结温控制，并优化大功率LED器件的工作性能，以克服现有技术的缺陷。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

一种大功率LED器件的综合控制方法，包括：

测算所述LED器件的正向压降在选定时段内的变化值ΔV_f，即，

ΔV_f＝V_{LED_now}-V_LED，

其中，V_{LED_now}为选定时刻LED器件的工作电压，V_LED为LED器件的初始工作电压；

再依据下式：

ΔT＝ΔV_f/k

获得与所述LED器件配合的冷却液温度变化量ΔT，亦即获得所述LED器件的温度变化量，其中k为常数；

若ΔT超过限定值T₁，则：

通过一控制模块提高所述冷却液的流量和/或流速，从而使所述LED器件的温度变化量降低到设定值T₂以下；

和/或，通过一控制模块调整所述LED器件的工作电压，从而使所述LED器件的温度变化量降低到设定值T₂以下。

进一步的，所述综合控制方法包括：

在所述LED器件内接入恒流功能组件，使并联于所述LED器件内的复数发光单元组与所述恒流功能组件配合形成等效的恒流模块，进而使每一发光单元组的工作电流相等；

提供稳压电源模块，至少用以向所述LED器件提供驱动电压；

提供A/D模块，至少用以采集所述LED器件的工作电压和工作电流；

提供D/A模块，至少用以向所述稳压电源模块和恒流功能组件输出控制信号；

以及，提供控制模块，至少用以依据所述A/D模块采集的信号，向所述D/A模块以及冷却液液流调节机构发出指令，从而调整所述LED器件的工作电压和/或工作电流和/或所述冷却液的流量和/或流速。

一种大功率LED器件的综合控制系统，包括：

接入大功率LED器件的恒流功能组件，用以与并联于所述LED器件内的复数发光单元组配合形成等效的恒流模块，从而使每一发光单元组的工作电流相等；

稳压电源模块，至少用以向所述LED器件提供驱动电压；

A/D模块，至少用以采集所述LED器件的工作电压和工作电流；

D/A模块，至少用以向所述稳压电源模块和恒流功能组件输出控制信号；

以及，控制模块，至少用以依据所述A/D模块采集的信号，向所述D/A模块和与所述LED器件配合的冷却液液流调节机构发出指令，从而调整所述LED器件的工作电压和/或工作电流和/或冷却液的流量和/或流速。