LED照明產(chǎn)品檢測(cè)方法中的缺陷和改善的對(duì)策

圖2 在單位的測(cè)量時(shí)間內(nèi)通過測(cè)量電流時(shí),被測(cè)LED 的Vf 下降的數(shù)值ΔVf和測(cè)量時(shí)間Δt 的關(guān)系曲線

(2)把三個(gè)2 刀2 擲轉(zhuǎn)換繼電器調(diào)到測(cè)量位置,把LED 燈具放入一個(gè)可編程控制的專用加熱箱內(nèi),該加熱箱采用PID 編程方式,設(shè)定階梯式加溫方式對(duì)箱體內(nèi)LED 燈具進(jìn)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(shí)間段和升溫時(shí)間段,這兩個(gè)時(shí)間段可分別設(shè)定,設(shè)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(cè)量被測(cè)LED 的正向電壓降穩(wěn)定時(shí),說明燈具內(nèi)LED 已達(dá)到某一設(shè)定點(diǎn)溫度的熱平衡。當(dāng)每一個(gè)恒溫時(shí)間段即將結(jié)束,開始測(cè)量被測(cè)LED 的正向電壓降Vf,根據(jù)實(shí)際測(cè)量的時(shí)間△t,從圖3 中得出修正是△Vf。把測(cè)得的Vf 值再加上△Vf,得出D1 在該溫度下不受測(cè)量電流影響的Vf1',即Vf1'=Vf1+△Vf,把這一Vf1'和用熱電隅測(cè)的溫度T1 導(dǎo)入到設(shè)定的電腦數(shù)據(jù)庫中,重復(fù)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(dòng)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫,就能生成照明器具內(nèi)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(cè)量

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

(1) 把該照明器具放入到GB 7000.1 標(biāo)準(zhǔn)附錄D 規(guī)定的防風(fēng)罩內(nèi),按正常的熱試驗(yàn)位置布置好燈具,除了原來已經(jīng)粘接在被測(cè)LED D1 上的熱電隅外,還可根據(jù)檢測(cè)委托方要求,在燈具內(nèi)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(cè)溫儀上,使照明器具在25℃±1℃條件下放置8 小時(shí)。

(2) 根據(jù)照明器具內(nèi)LED 控制裝置輸出給D1 的實(shí)測(cè)工作電流值,設(shè)定測(cè)試恒流電源,按圖2 電路給D1 通上一個(gè)實(shí)測(cè)工作電流,加熱1 分鐘～30 分鐘,其間每隔1 分鐘用原來標(biāo)定的測(cè)量電流對(duì)D1 進(jìn)行一次Vf 的測(cè)量,并按Vf-TJ 曲線查出對(duì)應(yīng)的結(jié)溫值,同時(shí)監(jiān)視熱電隅的測(cè)量溫度,把測(cè)量的結(jié)溫值和監(jiān)視熱電隅的測(cè)量溫度值自動(dòng)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫。當(dāng)測(cè)量的Vf 查得的結(jié)溫與熱電隅所測(cè)溫度達(dá)到最大差值時(shí),記錄下此時(shí)的VfR 值和熱電隅的測(cè)量的某一點(diǎn)溫度值TB。把VfR 值通過Vf-TJ 曲線,得到該D1 即時(shí)的結(jié)溫值TfR。按熱阻RAB=(TfR-TB)/P 公式計(jì)算出D1 的PN 結(jié)到熱沉或散熱器甚至外殼的熱阻值。

式中：

TFR——是D1 的PN 結(jié)結(jié)溫與熱電隅的測(cè)量值差達(dá)到最大值時(shí)D1 的正向電壓降Vfa 值再根據(jù)Vf-TJ 曲線查得的該時(shí)刻LED 的結(jié)溫。

TB——是當(dāng)測(cè)量的Vf 查得的結(jié)溫與熱電隅所測(cè)溫度達(dá)到最大差值時(shí),熱電隅測(cè)得的該時(shí)刻的參考點(diǎn)的測(cè)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(cè)LED 測(cè)熱阻時(shí)的加熱功率,是實(shí)測(cè)工作電流與結(jié)溫測(cè)量過程被測(cè)LED 正向電壓降的平均值的乘積。

3、照明器具中LED 結(jié)溫的測(cè)量

把 LED 照明器具從專用加熱箱內(nèi)取出,本條試驗(yàn)可以和照明器具的熱試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行。把采用LED 的照明器具仍放在GB 7000.1 標(biāo)準(zhǔn)的附錄D 規(guī)定的防風(fēng)罩內(nèi),照明器具處于正常工作位置。把三個(gè)2 刀2 擲轉(zhuǎn)換繼電器調(diào)到工作位置,按GB7000.1 標(biāo)準(zhǔn)中12.4 熱試驗(yàn)的要求進(jìn)行熱試驗(yàn), 通過照明器具內(nèi)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),觀察LED 的熱沉上粘上的熱電偶反映的溫度值,當(dāng)溫度值達(dá)到熱平衡(每小時(shí)內(nèi)溫度變化小于1℃)時(shí),把三個(gè)2 刀2 擲轉(zhuǎn)換繼電器調(diào)到測(cè)量位置,連續(xù)5 次,每次間隔數(shù)十毫秒測(cè)量出5 個(gè)被測(cè)LED 的正向電壓值,通過電腦和專用函數(shù)計(jì)算軟件,計(jì)算出被測(cè)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(jié)溫的關(guān)系曲線查出LED 照明器具中被測(cè)LED 在連續(xù)工作至熱平衡時(shí)的結(jié)溫值,同時(shí),也可以得到燈具連續(xù)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(jié)

對(duì)LED 結(jié)溫的測(cè)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(jī)地結(jié)合起來。通過對(duì)某一型號(hào)LED的Vf—TJ 曲線標(biāo)定,并利用這一曲線能指導(dǎo)并控制LED 在預(yù)定的結(jié)溫下測(cè)量光、色、電參數(shù),使LED 這些參數(shù)的測(cè)量值更接近于實(shí)際應(yīng)用狀態(tài)的參數(shù),另外LED的預(yù)定結(jié)溫的確定也給LED 照明器具設(shè)計(jì)者指明了散熱控制的限值。同樣通過對(duì)照明器具內(nèi)LED 的Vf—TJ 曲線標(biāo)定,能測(cè)量出照明器具在額定的ta 條件下的LED 結(jié)溫,這不僅能客觀地評(píng)價(jià)采用LED 器具散熱設(shè)計(jì)的合理與否,而且還能揭示出LED 熱沉上參考點(diǎn)溫度與結(jié)溫的函數(shù)關(guān)系,并進(jìn)一步得知LED 的PN 結(jié)到照明器具上某一點(diǎn)的熱阻,從而指導(dǎo)LED 照明器具的生產(chǎn)企業(yè)能正確地標(biāo)明參考點(diǎn)溫度的限值,并能在批量生產(chǎn)中,方便地通過測(cè)量參考點(diǎn)的溫度而基本得知LED 的工作結(jié)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(duì)應(yīng)的指標(biāo)是LED 工作時(shí)的PN 結(jié)結(jié)溫及散熱的熱阻,如果這兩個(gè)指標(biāo)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(duì)人體的檢查,如果驗(yàn)血的指標(biāo)、彩色CT 的檢查及血液造影結(jié)果都是好的話,這個(gè)人身體一定是健康的。本檢驗(yàn)方法的意義就在于,建立了LED 照明燈具“驗(yàn)血和彩色CT 的檢查及血液造影儀”及其方法。可以預(yù)見,這一方法的確立將是指導(dǎo) LED 照明器具改進(jìn)設(shè)計(jì)、制造環(huán)節(jié),使LED 照明器具設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)走向更高層次的有力推手。

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