LED模块的光电参数和检测方法.docxVIP

LED模块的光电参数和检测方法 一、序言 对于一个新兴的产品，其产品自身的开展总是先于产品标准和检测方法。 虽然产品的标准和检测方法不可能先于产品的研发，但是，产品的标准和检测 方法应尽可能地紧跟产品设计开发的进度，因为产品的标准和检测方法的制定 过程本身就是对产品研发过程的回顾研讨和小结，只要条件基本成熟，产品标 准和检测方法的制订越及时，就越能减少产品研发过程的盲目性。LED照明产 业开展到现在，我们对LED照明产品标准和检测方法的回顾、小结的时候已经 基本到来。 二、LED模块的光电参数和检测方法的现状和改进方法 1、传统的LED模块的检测方法 目前传统的LED模块的检测方法主要有两种，第一种是采用脉冲测量的方 法，它是把照明LED模块固定在测量装置上（例如积分球的测量位置等），采 用脉冲恒流电源与瞬时测量光谱仪的同步联动，即对LED发出数十毫秒?数佰 毫秒恒流的脉冲电流的同时，同步翻开瞬时测量光谱仪器的快门，对LED发出 的光参数（光通量、光色参数等）进行快速检测，同时，也同步采集LED的正 向压降和功率等参数。 第二种检测方法是把LED模块安装在检测装置上后，可能带上一固定的散 热器（也可能具有基座控温功能），给LED施加其声称的工作电流，受传统的 照明光源检测方法的影响，也是等到LED到达热平衡后再开始测量它的光电参 数。这种方法看似比拟严密，但实际上，它的热平衡条件和工作条件与此类 LED装入最终的照明器具中的状态仍没有好的关联性，因此所测的光电参数与 今后实际的应用状态的参数仍不具有可参比性。 2、LED模块测量方法的改进 众所周知，LED的光、电参数特性与它的工作时的结温密切相关，同一个 LED产品，结温的不会造成这些参数的明显不同，这也造成了同一个LED光、 色、电参数测量结果的明显不一致性，所以测量LED的光电参数首先应考虑在 设定的工作结温的条件下来进行。例如，目前我们大量采用的LED封装方法和 技术，在LED的发光面前，都具有高分子硅胶加荧光粉的覆盖层。 （1）目前LED的结温测量方法大概有 1）、通过测量管脚温度和芯片耗散功率和热阻系数求得结温。但是因为耗 散功率和热阻系数的不准确，所以测量精度比拟低。 2）、红外热成像法，利用红外非接触温度仪直接测量LED芯片的温度，但 要求被测器件处于未封装的状态，另外对LED封装材料折射率有特殊要求，否 那么无法准确测量，测量精度比拟低。 3）、利用发光光谱峰位移测定结温，也是一种非接触的测量方法，直接从 发光光谱确定禁带宽度移动技术来测量结温，这一方法对光谱测试仪器分辨精 度要求较高，发光峰位的精度测定难度较大，而光谱峰位移1纳米的误差变化 就对应着测量结温约30度的变化，所以测量精度和重复性都比拟低。 4）、向列型液晶热成像技术，对仪器分辨率要求高，只能测量未封装的单 个裸芯片，不能测量封装后的LED。 5）、利用二极管PN结电压与结温的Vf—TJ关系曲线，来测量LED的结温。 从上述介绍的各种LED结温的测量方法可看出，采用监视二极管PN结电压 的变化来推算结温的方法最具有可行性并且测量精度也最高，所以在很多集成 IC电路中，为了检测的工作结温，往往会刻出或值入1个或几个二极管，通过 测量其正向电压降的变化来到达测量芯片结温的目的。 （2）目前国际上较先进的Vf—TJ测量方法 目前国际上先进的Vf-TJ测量方法是把被测的LED连上引出线放入在硅油 缸内，随后加热硅油缸使硅油的温度到达140C左右，随后让缸内硅油自然冷 却，只要冷却时硅油温度下降的速度足够慢，就可以认为LED的结温与LED的 热沉的温度是基本一致的，在此过程中，根据所测的硅油温度，每下降2c? 10℃时瞬时给LED输入规定的电流脉冲，并测量其在这一温度下的正向电压降, 把这一测量点的温度和正向电压降导入到电脑软件的数据库，从140C左右开 始，随温度的下降，每下降一个设定的等分温度测量一次热沉温度和正向电压 降，一直测量到25℃左右，当完成这一组测量数据并导入到电脑软件的数据库 后，由软件产生一个Vf—TJ曲线。这一方法属于在温度下降时测量方法，对于 测量来说是可行的。 （3）新的Vf—TJ检测方法 本机构创造的检测方法是采用温度上升时的测量方法，采用电脑设定的 PID （积分、微分加上加热与不加热时间比例控制）方法来加热和控制硅油缸的 温度，即在硅油缸加热的起始段，加热时间与不加热时间的比例是很小的，并 且可调，使硅油缸温度上升速率能保证LED结温、热沉与硅油温度的一致性， 随着硅油温度的逐步上升，与室温的温差也随之加大，此时PID加热和控温系 统会自动加大加热时间与不加热时间的比例。 在每次升温阶段后，具有一个衡温控制阶段，即升温阶段和衡温阶段形成 了阶梯式控温曲线。本测量装置因为硅油