LED照明產(chǎn)品檢測方法中的缺陷和改善的對策

圖2 在單位的測量時(shí)間內通過(guò)測量電流時(shí),被測LED 的Vf 下降的數值ΔVf和測量時(shí)間Δt 的關(guān)系曲線(xiàn)

(2)把三個(gè)2 刀2 擲轉換繼電器調到測量位置,把LED 燈具放入一個(gè)可編程控制的專(zhuān)用加熱箱內,該加熱箱采用PID 編程方式,設定階梯式加溫方式對箱體內LED 燈具進(jìn)行加熱。階梯式加溫的控溫曲線(xiàn)見(jiàn)圖4。圖4 中每一階梯分為恒溫時(shí)間段和升溫時(shí)間段,這兩個(gè)時(shí)間段可分別設定,設定范圍為1 分鐘～30 分鐘中的任一值。根據LED 的熱沉上粘上的熱電偶反映的溫度值,并且最終是以圖2 電路測量被測LED 的正向電壓降穩定時(shí),說(shuō)明燈具內LED 已達到某一設定點(diǎn)溫度的熱平衡。當每一個(gè)恒溫時(shí)間段即將結束,開(kāi)始測量被測LED 的正向電壓降Vf,根據實(shí)際測量的時(shí)間△t,從圖3 中得出修正是△Vf。把測得的Vf 值再加上△Vf,得出D1 在該溫度下不受測量電流影響的Vf1',即Vf1'=Vf1+△Vf,把這一Vf1'和用熱電隅測的溫度T1 導入到設定的電腦數據庫中,重復這一步驟,可以得出一組經(jīng)修正的數值。把這一組經(jīng)修正的數值自動(dòng)導入數據庫,就能生成照明器具內LED 的Vf-TJ 曲線(xiàn)。

圖 3 加熱箱階梯式加溫的控溫曲線(xiàn)

2、照明器具中LED 熱阻的測量

把上述在加熱箱內已完成 Vf-TJ 關(guān)系曲線(xiàn)標定的照明器具取出冷卻后,按如下步驟進(jìn)行LED 熱阻的測量。

(1) 把該照明器具放入到GB 7000.1 標準附錄D 規定的防風(fēng)罩內,按正常的熱試驗位置布置好燈具,除了原來(lái)已經(jīng)粘接在被測LED D1 上的熱電隅外,還可根據檢測委托方要求,在燈具內LED 的散熱器的某些指定點(diǎn)甚至燈具外殼上某些點(diǎn)上粘接熱電隅,(可以是單個(gè)或多個(gè)熱電隅)。把每一熱電隅連接到測溫儀上,使照明器具在25℃±1℃條件下放置8 小時(shí)。

(2) 根據照明器具內LED 控制裝置輸出給D1 的實(shí)測工作電流值,設定測試恒流電源,按圖2 電路給D1 通上一個(gè)實(shí)測工作電流,加熱1 分鐘～30 分鐘,其間每隔1 分鐘用原來(lái)標定的測量電流對D1 進(jìn)行一次Vf 的測量,并按Vf-TJ 曲線(xiàn)查出對應的結溫值,同時(shí)監視熱電隅的測量溫度,把測量的結溫值和監視熱電隅的測量溫度值自動(dòng)導入數據庫。當測量的Vf 查得的結溫與熱電隅所測溫度達到最大差值時(shí),記錄下此時(shí)的VfR 值和熱電隅的測量的某一點(diǎn)溫度值TB。把VfR 值通過(guò)Vf-TJ 曲線(xiàn),得到該D1 即時(shí)的結溫值TfR。按熱阻RAB=(TfR-TB)/P 公式計算出D1 的PN 結到熱沉或散熱器甚至外殼的熱阻值。

式中：

TFR——是D1 的PN 結結溫與熱電隅的測量值差達到最大值時(shí)D1 的正向電壓降Vfa 值再根據Vf-TJ 曲線(xiàn)查得的該時(shí)刻LED 的結溫。

TB——是當測量的Vf 查得的結溫與熱電隅所測溫度達到最大差值時(shí),熱電隅測得的該時(shí)刻的參考點(diǎn)的測度值(該參考點(diǎn)可以是熱沉,也可以是散熱器上的某一點(diǎn),亦可以是燈具外殼散熱器上的某一點(diǎn))。

P——被測LED 測熱阻時(shí)的加熱功率,是實(shí)測工作電流與結溫測量過(guò)程被測LED 正向電壓降的平均值的乘積。

3、照明器具中LED 結溫的測量

把 LED 照明器具從專(zhuān)用加熱箱內取出,本條試驗可以和照明器具的熱試驗同時(shí)進(jìn)行。把采用LED 的照明器具仍放在GB 7000.1 標準的附錄D 規定的防風(fēng)罩內,照明器具處于正常工作位置。把三個(gè)2 刀2 擲轉換繼電器調到工作位置,按GB7000.1 標準中12.4 熱試驗的要求進(jìn)行熱試驗, 通過(guò)照明器具內的LED 控制裝置把照明器具中的LED 矩陣點(diǎn)亮,此時(shí)LED 照明器具處于正常工作狀態(tài),觀(guān)察LED 的熱沉上粘上的熱電偶反映的溫度值,當溫度值達到熱平衡(每小時(shí)內溫度變化小于1℃)時(shí),把三個(gè)2 刀2 擲轉換繼電器調到測量位置,連續5 次,每次間隔數十毫秒測量出5 個(gè)被測LED 的正向電壓值,通過(guò)電腦和專(zhuān)用函數計算軟件,計算出被測LED 在斷開(kāi)工作電流瞬間的正向電壓降,并根據上述正向電壓降與結溫的關(guān)系曲線(xiàn)查出LED 照明器具中被測LED 在連續工作至熱平衡時(shí)的結溫值,同時(shí),也可以得到燈具連續工作至熱平衡時(shí)熱沉上參考點(diǎn)的溫度值。

四、回顧和總結

對LED 結溫的測量和控制,是LED 進(jìn)入照明領(lǐng)域不可缺少的重要步驟,它使LED 器件與LED 照明器具前后工序有機地結合起來(lái)。通過(guò)對某一型號LED的Vf—TJ 曲線(xiàn)標定,并利用這一曲線(xiàn)能指導并控制LED 在預定的結溫下測量光、色、電參數,使LED 這些參數的測量值更接近于實(shí)際應用狀態(tài)的參數,另外LED的預定結溫的確定也給LED 照明器具設計者指明了散熱控制的限值。同樣通過(guò)對照明器具內LED 的Vf—TJ 曲線(xiàn)標定,能測量出照明器具在額定的ta 條件下的LED 結溫,這不僅能客觀(guān)地評價(jià)采用LED 器具散熱設計的合理與否,而且還能揭示出LED 熱沉上參考點(diǎn)溫度與結溫的函數關(guān)系,并進(jìn)一步得知LED 的PN 結到照明器具上某一點(diǎn)的熱阻,從而指導LED 照明器具的生產(chǎn)企業(yè)能正確地標明參考點(diǎn)溫度的限值,并能在批量生產(chǎn)中,方便地通過(guò)測量參考點(diǎn)的溫度而基本得知LED 的工作結溫。

LED 照明燈具在正常工作時(shí),其散熱特性的好壞直接關(guān)系到光效,光衰和使用壽命,對應的指標是LED 工作時(shí)的PN 結結溫及散熱的熱阻,如果這兩個(gè)指標做好了,就說(shuō)明該燈具在效率和使用壽命方面是有保證的,就如對人體的檢查,如果驗血的指標、彩色CT 的檢查及血液造影結果都是好的話(huà),這個(gè)人身體一定是健康的。本檢驗方法的意義就在于,建立了LED 照明燈具“驗血和彩色CT 的檢查及血液造影儀”及其方法?？梢灶A見(jiàn),這一方法的確立將是指導 LED 照明器具改進(jìn)設計、制造環(huán)節,使LED 照明器具設計和生產(chǎn)技術(shù)走向更高層次的有力推手。

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