LED照明產(chǎn)品檢測方法中的缺陷和改善的對策

圖2 在單位的測量時間內通過測量電流時,被測LED 的Vf 下降的數(shù)值ΔVf和測量時間Δt 的關系曲線

(2)把三個2 刀2 擲轉換繼電器調到測量位置,把LED 燈具放入一個可編程控制的專用加熱箱內,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 燈具進行加熱。階梯式加溫的控溫曲線見圖4。圖4 中每一階梯分為恒溫時間段和升溫時間段,這兩個時間段可分別設定,設定范圍為1 分鐘～30 分鐘中的任一值。根據(jù)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(wěn)定時,說明燈具內LED 已達到某一設定點溫度的熱平衡。當每一個恒溫時間段即將結束,開始測量被測LED 的正向電壓降Vf,根據(jù)實際測量的時間△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(shù)據(jù)庫中,重復這一步驟,可以得出一組經(jīng)修正的數(shù)值。把這一組經(jīng)修正的數(shù)值自動導入數(shù)據(jù)庫,就能生成照明器具內LED 的Vf-TJ 曲線。

圖 3 加熱箱階梯式加溫的控溫曲線

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 關系曲線標定的照明器具取出冷卻后,按如下步驟進行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(guī)定的防風罩內,按正常的熱試驗位置布置好燈具,除了原來已經(jīng)粘接在被測LED D1 上的熱電隅外,還可根據(jù)檢測委托方要求,在燈具內LED 的散熱器的某些指定點甚至燈具外殼上某些點上粘接熱電隅,(可以是單個或多個熱電隅)。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。

(2) 根據(jù)照明器具內LED 控制裝置輸出給D1 的實測工作電流值,設定測試恒流電源,按圖2 電路給D1 通上一個實測工作電流,加熱1 分鐘～30 分鐘,其間每隔1 分鐘用原來標定的測量電流對D1 進行一次Vf 的測量,并按Vf-TJ 曲線查出對應的結溫值,同時監(jiān)視熱電隅的測量溫度,把測量的結溫值和監(jiān)視熱電隅的測量溫度值自動導入數(shù)據(jù)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,記錄下此時的VfR 值和熱電隅的測量的某一點溫度值TB。把VfR 值通過Vf-TJ 曲線,得到該D1 即時的結溫值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D1 的正向電壓降Vfa 值再根據(jù)Vf-TJ 曲線查得的該時刻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,熱電隅測得的該時刻的參考點的測度值(該參考點可以是熱沉,也可以是散熱器上的某一點,亦可以是燈具外殼散熱器上的某一點)。

P——被測LED 測熱阻時的加熱功率,是實測工作電流與結溫測量過程被測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 照明器具從專用加熱箱內取出,本條試驗可以和照明器具的熱試驗同時進行。把采用LED 的照明器具仍放在GB 7000.1 標準的附錄D 規(guī)定的防風罩內,照明器具處于正常工作位置。把三個2 刀2 擲轉換繼電器調到工作位置,按GB7000.1 標準中12.4 熱試驗的要求進行熱試驗, 通過照明器具內的LED 控制裝置把照明器具中的LED 矩陣點亮,此時LED 照明器具處于正常工作狀態(tài),觀察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(每小時內溫度變化小于1℃)時,把三個2 刀2 擲轉換繼電器調到測量位置,連續(xù)5 次,每次間隔數(shù)十毫秒測量出5 個被測LED 的正向電壓值,通過電腦和專用函數(shù)計算軟件,計算出被測LED 在斷開工作電流瞬間的正向電壓降,并根據(jù)上述正向電壓降與結溫的關系曲線查出LED 照明器具中被測LED 在連續(xù)工作至熱平衡時的結溫值,同時,也可以得到燈具連續(xù)工作至熱平衡時熱沉上參考點的溫度值。

四、回顧和總結

對LED 結溫的測量和控制,是LED 進入照明領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。通過對某一型號LED的Vf—TJ 曲線標定,并利用這一曲線能指導并控制LED 在預定的結溫下測量光、色、電參數(shù),使LED 這些參數(shù)的測量值更接近于實際應用狀態(tài)的參數(shù),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。同樣通過對照明器具內LED 的Vf—TJ 曲線標定,能測量出照明器具在額定的ta 條件下的LED 結溫,這不僅能客觀地評價采用LED 器具散熱設計的合理與否,而且還能揭示出LED 熱沉上參考點溫度與結溫的函數(shù)關系,并進一步得知LED 的PN 結到照明器具上某一點的熱阻,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溫度的限值,并能在批量生產(chǎn)中,方便地通過測量參考點的溫度而基本得知LED 的工作結溫。

LED 照明燈具在正常工作時,其散熱特性的好壞直接關系到光效,光衰和使用壽命,對應的指標是LED 工作時的PN 結結溫及散熱的熱阻,如果這兩個指標做好了,就說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,這個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。可以預見,這一方法的確立將是指導 LED 照明器具改進設計、制造環(huán)節(jié),使LED 照明器具設計和生產(chǎn)技術走向更高層次的有力推手。

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