[发明专利]LED器件的结温温度和热功率的预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED系统光性能与热性能预测技术领域，特别是涉及一种LED器件的结温温度和热功率的预测方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，大功率LED系统的性能得到了很大程度的提高。大功率LED系统将有望并逐渐成为可以取代白炽灯和荧光灯的照明光源。到目前为止，LED灯的效率已经远远超过白炽灯，并正在逐渐赶上和正在努力超过荧光灯，它已经成为一种新型的绿色照明光源。与荧光灯相比，LED灯有很多优点，例如容易调光、不需要惰性气体来产生等离子体、稳定性强、不易碎等。然而，虽然LED灯有这么多优点，但目前它的应用仍然局限于中低功率场合，如装饰、显示、手电筒、汽车前灯等中低功率场合，在公共照明领域，LED灯还不能完全取代荧光灯。

现如今，大功率LED器件正逐渐走入公共照明领域。与传统气体放电灯相比，LED有很多优点，例如高效率、高抗震性能、长寿命等等、低能量消耗等等。在不远的将来，LED器件将有望成为最受欢迎的照明光源。与气体放电灯不同，LED器件几乎不发射红外和紫外光。注入到LED器件的电功率除了产生有用的可见光外，剩余部分将全部用于产生热能。然而，作为一种固态半导体器件，这部分热能只能通过传到和对流来消散，而不能通过辐射的方式。因为，散热及热效应分析将是LED照明领域中一个重要的研究方向。其中预测LED结温温度和散热功率是一个重要环节。

目前，研究学者们已经提出了几种预测结温温度的方法。其中，一些方法是依赖于寻找温度敏感系数。如：峰值波长方法，总辐射能量与蓝色光的辐射能量之比的方法，前置电压方法等等。另外，一些方法则依赖于特殊的实验设置，这些技术包括：热图像方法，拉曼光谱方法，和向列液晶方法。

对于目前所存在的预测LED器件的结温的方法的缺陷和不足是：第一组方法，即依赖于寻找温度敏感系数的方法，此种方法在寻找温度敏感系数的时候，需要大量的事先校准工作，这样就使得预测工作变得繁琐。第二组方法，即依赖于特殊实验设置的方法，它们都需要昂贵和精细的实验设备和专业的测量方法，这使得第二组方法并不能广泛应用于工业中。

另外，对于热功率预测的研究方法还不多，较为常见的就是通过寻找LED器件的热消耗系数和LED器件的热阻来预测热功率。

因此，针对上述技术问题，需要提出一种LED器件的结温温度和热功率的预测方法。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有的不足，本发明提供了一种LED器件的结温温度和热功率的预测方法。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

一种LED器件的结温温度的预测方法，所述方法包括以下步骤：

S1、计算用于描述LED器件温度系数c_t的第一特性参数c_ti和第二特性参数c_to，所述温度系数c_t为驱动电流恒定时能量转换效率η_w随结温温度T_j下降的斜率，也为能量转换效率η_w随LED器件外壳温度T_c下降的斜率；

S2、计算LED器件的第三特性参数c_i和第四特性参数c_o；

S3、根据公式输入不同电流下的能量转换效率η_w，预测在任何电流下的LED器件的结温温度T_j，其中，T_o为恒定结温。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S1具体为：

S11、测量LED器件电流I₁下的温度系数c_t1，温度系数c_t1为电流I₁下能量装换效率η_w-LED器件外壳温度T_c直线的斜率；

S12、测量LED器件电流I₂下的温度系数c_t2，温度系数c_t2为电流I₂下能量装换效率η_w-LED器件外壳温度T_c直线的斜率；