1、上海力兹照明电气有限公司,www.1leets-,前言,1,LED灯丝灯结温测试,灯丝灯测量的特殊性：1，被封装在充气玻壳内，结温估算困难。2，高电压、小电流, 温度分布差异大。3，玻壳漏气，灯丝条仍亮，目测判别难。4，灯条工作时，热态电特性与冷态不同， 分BIN、匹配差异较大。5，市场竞争激烈，新材料、新工艺、新形 式应用加快，要求缩短开发周期。,2,3,结温探测方法,LED结温测试方法比较,非接触测试：蓝白比法： 白光LED中蓝光功率占白光功率的比例红外热像仪：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。 峰值波长法：利用LED结温升高时，白光LED蓝
2、光峰值波长红移，计算结 温，有实 验数据表明当结温每升高10几度，则波长向长波 漂移1nm. 接触测试：热阻法（引脚法、管脚法） 建立热输送条件，通过指定测试点得到应 用条件时的热阻，在灯具工作时使用传感器测试指定测试 点的温度，根据公式计算得到结温。正向电压法：瞬时点亮LED芯片可以稳定的得到温度和电压的关系利用 LED PN 结电压与结温的Vf-TJ 关系曲线，来测量 LED 的 结温。,4,蓝峰偏移 4.82nm结温变化 62,结温探测方法,光色热电综合测试,5,蓝白比法：荧光粉有来自温度和功率的双重影响，不能稳定地表达温度影响， 不同LED蓝白比不一致，且操作不方便。红外热像仪：因中远
3、红外光无法透过玻璃外壳，不能用红外测温仪或红外热像 仪探测到LED灯条表面的温度，热成像法也不能使用；峰值波长法：对光谱测试仪器分辨精度要求很高，设备成本高；发光峰位的精 度测定难度较大，所以测量精度和重复性都比较低。热阻法： 在外壳上无法建立起有效热输送测试点，又很难把热电偶放入到密闭 的玻璃球泡内的灯条上，因而不能使用热阻法推算出结温。电压法：采用监视二极管PN 结电压的变化来测量结温的方法最具有可行性并且 测量精度也最高。 标准支撑 大量的客户应用实践,结温探测方法,结温测试方法归纳,部分客户,佛山照明,上海时代之光,美国通用电气,上海亚明,深圳中电照明,浙江山蒲照明,珠海乐健科技,杭州
4、质量监检院,国网上海路灯中心,常州国家实验室,Light Laboratory.Inc.（美国）,TUV南德,宁波凯耀,江苏林洋,华容照明,-应用范例介绍,清华同衡规划设计研究院,Thermex（欧洲）,雷士照明,国家灯具质量监督检验中心(中山),厦门通士达,杭州杭科光电,欧司朗（中国）照明,厦门阳光恩耐,英特沃斯,国家半导体发光器件LED应用 产品质量监督检验中心(厦门),宇中高虹,江西晶能,美的贵雅,飞利浦照明,结温探测方法,6,7,遵循： JEDEC JESD 51-1JEDE JESD 51-5系列IES LM-85CALT 001-2014,质检联盟标准最新颁布,电压法测试原理：符合
5、哪些国际/国内的试验标准？,结温探测方法,LED电压/温度 K系数测量（定标）在恒温箱内，特定电流下LED的正向压降Vf与LED芯片的温度成线性关系，测试两个以上温度点的Vf值，确定该LED电压与温度的关系斜率，即电压温度系数K值，单位是mV/。 K值可由公式求得 （Vf2-Vf1）/（Tj2-Tj1)=K K=Vf/Tj,LED电压温度系数测量原理图,LED结温测量：在环境温度或某个工作条件下进行测试，提供驱动电路工作的电流让LED负载工作一段时间,散热装置达到热平衡之后，瞬间将工作电流切换到K系数标定电流，测出此时LED两端的电压，根据测到的电压值从对应的K系数中计算出当时的结温。,LED
6、结温测量原理图,测试原理,8,把被测灯具置于温度可控的环境中,热电偶,K系数定标,恒电流,接线和构成,测量参数：,电压 Vf,温度 Tj,测试原理,9,V,I,LED 正向伏安特性 （定标状态）,V,I,20mA,10mA,5.0mA,1.0mA,40,70,100,Vf 70,Vf 100,Vf 40,40,70,100,Vf 70,Vf 100,Vf 40,随着LED周围温度的上升，Vf减小。,N 颗LED串联时, 随温度的变化， Vf/约增 N 倍,Vf/,Vf,N Serise,Temp,图A ,测试原理,10,Time,Test 1,Test 2,Test 3,Test 4,Vf,定
7、标的温度环境,K线的形成,T 1,T 1,T 2,T 2,T 3,T 3,T 4,T 4,Vf 1,Vf 2,Vf 3,Vf 4,K线拟合段,建议： 1，定标的温度区间应大于50 2，温度平台（取点）要大于等于3个。,图B ,测试原理,11,测试原理,测量-接线方法：,把被测灯具置于气流相对稳定的环境中,CH 1CH 7,等效负载,电源,12,Vf x1,T x 1,定标后描绘的K线,Vf,T,T x 2,Vf x2,灯具内部LED结温测量演示,例如：,Vf 1=25.2436 mV,Vf 2=24.1234 mV,Tx 1=55.12 ,Tx 2=85.24 ,测试原理,13,系统构成,14
8、,硬件配置：,恒温箱,系统组合外观,符合标准：JEDEC JESD 51 CALT 001-2014 专利号： 2010101193893 2014020593893,灯丝灯案例,15,输入：220V功率：3.8W电流：36mA电压：146.5V玻壳内充气,测试方法：使用一个样灯，用自带驱动供电 先测正常原始充气时状态 排出玻璃壳气体，测不充气状态；测试目的：测试灯壳内部LED结温；测试比较：充气与不充气时的结温差异：输入供电：变频电源220V/50Hz；温度参考点：T型热电偶粘在玻壳上，如下图；,LED 灯丝灯实测,温度参考点,实测图片,LED灯丝结温： 充气：111.7 不充气：161.8
9、 ,使用LEDT-300测试灯丝灯结温，是此系统用于测试LED整灯的最典型应用案例。,16,121.3,159.5,40.8,46.5,变化38.2,变化5.3,29,灯丝灯案例,正常点灯与漏气点灯结温测试,灯丝灯案例,17,部分实测数据,环境温度25度条件下测试,18,灯丝灯案例,光热参数应用,19,不同封装结构对比测试,灯丝灯案例,20,结温随电源电压波动的变化,28.3 ,21,灯丝灯案例,扩展应用,灯丝研究,创新设计研究,新材料应用研究,在线检测,冷却方案验证,测试案例,22,结温,Tc,电流,样品A,样品B,不同基板材料,样品：1. 基板线路相同；2. 使用LED灯珠相同；3. 样品
10、A和B基板材料不同；,测试目的：在相同的输入功率条件下，以控制Tc点温度稳定为测试条件，采集光色电热参数，比较LED样品的结温Tj，（Tj-Tc），灯具参考热阻Rth。,测试案例,23,基板材料 部分数据,测试说明：1. 测试时输入电流1A;2. 稳定条件相同;3. 两个样品分别贴装在同一个测试台上;4. 使用同样的导热材料;5. 在热平衡后同时在积分球内测得光辐射功率,PH= Power-vis_Power,Rth（参考） =（Tj-Tc）/PH,应用公式：,测试案例,24,基板材料测试结论： 把两款相同线路形式，不同基板材料，使用同一型号、相同数量LED灯珠的模组贴装在温度控制台上，输入相
11、同电流1A点燃工作，通过调控Tc点温度，分别在Tc点65、85和105稳定状态时，同时测试结温Tj、电参数、光辐射功率，计算发热功率PH，Tj与Tc温度差t ，再进一步计算出灯具参考热阻Rth(参考)。1. 在LED产品应用到灯具后，LED热阻会随使用条件的变化而改变。2. 同一款模组结温从低到高的变化趋势对应了参考热阻从小到大的变化。3. 两款模组同一Tc温度如105时，PH相差约6%，t相差约2.8倍。,测试案例,25,基板材质：紫铜基板尺寸：46x40x1.5线路： 12串10并,路灯结温测试案例,使用光源,测试数据：,寿命评估,26,利用结温快速预估寿命,PN结温度是保证寿命和降低光衰
12、的核心参数,27,结论,结温是LED光源特有的核心参数，结温的高低，反映了PN结微结构的变化，而微结构的变化必然引起LED的光电特性的变化和对其寿命的影响。,使用准确方法测量结温，是了解掌握功率型LED及其灯具热性能的必须手段和方法。,以电压法原理为基础的LED整灯结温测试方法，为设计、工艺、制造、品质提供了非常有效的检测手段，为LED光源和灯具突破技术瓶颈，达到优化散热、减少光衰、降低成本、规避风险的目的提供了可靠保障。,28,谢 谢 各 位！,如需了解产品信息请登录力兹公司网站,上海力兹只是创造并探索了一种测量手段,更多的方法和用途则需大家共同来探索,联系方法：赵正之18101803059zzzleets-,
