得到被測 LED 的Vf—TJ 的曲線后,最重要的是用于定結溫條件下的光、色、電參數測量。檢測系統見圖1。把被測LED 固定到帶控溫/恒溫基座的積分球內,給LED 通以工作電流,給LED 燃點15～20 分鐘基本達到穩定后,快速切換到測量電流(即前面標定Vf—TJ 曲線的測量電流)用數毫秒時間快速測定被測LED的正向電壓Vf,通過與Vf—TJ 曲線中設定結溫值對應的Vf 比較,如與目標值有差異,控制程序將自動調整恒溫基座的溫度來使LED的正向電壓Vf達到目標結溫值對應的結電壓。在快速測定Vf 后,裝置將自動回復使LED 通以工作電流的狀態。當被測LED 在通過工作電流的情況下,其結溫達到目標值(即達到目標結溫值對應的Vf 值)且熱平衡后,系統將自動啟動光譜儀測量光、色參數同時讀取其電參數。

　　上述測量方法最明顯的優點是,在LED 實際的應用中,只要照明器具中LED工作在目標結溫值附近,用這一方法參數有很好的模擬性,也使它的這些所測量的參數變得有意義,并且其光、色、電參數也具有很好的測量結果的重現性。

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　　圖1 LED 結溫測量及利用Vf—TJ 曲線在設定結溫條件下的光、色、電參數測量系統。

　　三、 LED 進入照明器具后結溫的測量

　　1、LED 進入照明器具后結溫控制和測量的必要性

　　LED 應用到照明器具中時,人們普遍希望具有幾萬小時的使用壽命,但是要測量采用LED 的照明器具的光衰減和壽命,按照美國DOE 的LM80 要求往往要化300 天以上的時間(6000h),這在很多工程招標和驗收時是無法實施的。

　　結溫作為衡量一個 LED 照明器具性能優劣的重要參數,是LED 照明器具在工程應用中可靠性測量的核心要素。如果能準確測量出燈具內LED 的PN 結結溫和PN 結到散熱器某一指定點的熱阻這兩個定量的指標,就不僅能衡量采用LED 的照明器具散熱特性的優劣,還能定性地知道各種采用LED 的同類照明器具的大致使用壽命,另外還能得知LED 照明器具的光效和其他光參數的測量值是在什么結溫條件下測得的,并且能得出照明器具中功率型LED 熱沉上的某一點(參考溫度點)與結溫之間的函數關系,從而指導企業正確地標出熱沉參考點的溫度限值。

　　2、測量方法介紹

　　目前國內外對 LED 的PN 結的結溫,只能進行單個LED 或者單個LED 摸塊的結溫和熱阻的測量,還沒有完整的對照明器具內LED 實際工作結溫和熱阻的測量方法,下面介紹一種完整的對照明器具內LED 實際工作結溫和熱阻的測量方法。

　　1)Vf-TJ 曲線標定

　　(1)將照明器具內LED 矩陣中間的某一串聯LED 組中處于或者接近中間部位的一顆LED 作為被測LED,按圖2 電路連接,在這一顆LED 的熱沉(LED 自身所帶的小散熱器)上粘上一個熱電偶。使燈具在25℃±2℃的環境下放置6～12 小時(視所測燈具的體積大小確定放置時間),然后給圖2 中的被測LED 通上一支測量電流If,If 視被測LED 的功率大小可在2mA～50 mA 范圍選定。通電測量時間為0.005S～2S,在此期間連續測量被測LED 的正向電壓降Vf 可得出如圖3 所示曲線。從該曲線上可得出該照明器具內被測LED 在通過某一恒定的測量電流時,在單位的測量時間Δt 內Vf 下降的數值ΔVf。該數值留作下述檢測過程作為測量電流引起的Vf 變化的修正量。當測量時間小于3ms 并且測量電流比較小時,可以不引入修正量。

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　　圖 2 LED 的燈具中LED 矩陣某一串LED 組的測量電路連接圖

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　　圖3 在單位的測量時間內通過測量電流時,被測LED 的Vf 下降的數值ΔVf和測量時間Δt 的關系曲線