【中国发明,中国发明授权】一种用加权宽度表征GaN基LED结温的方法
有权-审定授权 中国
- 申请号：
- CN201410268532.3
- 专利权人：
- 常州工学院
- 授权公告日/公开日：
- 2017.02.15
- 专利有效期：
- 2014.06.16-2034.06.16
- 技术分类：
- G01:测量；测试
- 转化方式：
- 转让
- 价值度指数：
-
- 60.0分
- 价格：
- 面议
发布人
朱锡芳
联系人朱锡芳
-
- 13011000141
- 专利信息&法律状态
- 专利自评
- 专利技术文档
- 价值度指数
- 发明人阵容
著录项
- 申请号
- CN201410268532.3
- 申请日
- 20140616
- 公开/公告号
- CN104006898A
- 公开/公告日
- 20140827
- 申请/专利权人
- [常州工学院]
- 发明/设计人
- [饶丰, 朱锡芳, 徐安成, 周详才]
- 主分类号
- G01K11/00
- IPC分类号
- C12N 9/0008(2013.01) C12N 9/16
- CPC分类号
- C12N 9/0008(2013.01) C12N 9/16(2013.01)
- 分案申请地址
- 国省代码
- 江苏(32)
- 颁证日
- G06T1/00
- 代理人
- [高桂珍]
摘要
本发明公开了一种用加权宽度表征GaN基LED结温的方法，首先要对LED结温建立公式，小电流所产生的LED光源的自加热过程对结温影响较小，恒温器与LED光源之间的热阻较小，使用恒温器温度代替LED结温。测量不同恒温器温度下的加权宽度，建立加权宽度与结温的关系式。再根据公式及测量的工作条件下LED光源的加权宽度，便可方便的求出工作条件下LED的结温。本发明单次标定，多次测量。操作简单，仅需常规的光电测试装置。加权宽度容易准确测量，测量的可重复性高。不接触LED引脚。可以用于单颗LED结温测量，也可以用于多颗LED组成的阵列的平均结温测量，使用范围广。
法律状态
| 法律状态公告日 | 20191213 |
| 法律状态 | 专利权人的姓名或者名称、地址的变更 |
| 法律状态信息 | 专利权人的姓名或者名称、地址的变更 IPC(主分类):G01K 11/00 专利号:ZL2014102685323 变更事项:专利权人 变更前:江苏福瑞德光电有限公司 变更后:江苏守恒建设集团有限公司 变更事项:地址 变更前:225600 江苏省扬州市高邮市送桥镇(邮仪路)-1-2 变更后:225600 江苏省扬州市高邮市送桥镇(邮仪路)-1-2 |
| 法律状态公告日 | 20180518 |
| 法律状态 | 专利申请权、专利权的转移 |
| 法律状态信息 | 专利权的转移 IPC(主分类):G01K 11/00 登记生效日:20180427 变更事项:专利权人 变更前权利人:常州工学院 变更后权利人:江苏福瑞德光电有限公司 变更事项:地址 变更前权利人:213022 江苏省常州市新北区巫山路1号 变更后权利人:225600 江苏省扬州市高邮市送桥镇(邮仪路）-1-2 |
| 法律状态公告日 | 20170215 |
| 法律状态 | 授权 |
| 法律状态信息 | 授权 |
| 法律状态公告日 | 20140924 |
| 法律状态 | 实质审查的生效 |
| 法律状态信息 | 实质审查的生效 IPC(主分类):G01K 11/00 申请日:20140616 |
| 法律状态公告日 | 20140827 |
| 法律状态 | 公开 |
| 法律状态信息 | 公开 |
| 事务数据公告日 | 20180518 |
| 事务数据类型 | 专利申请权、专利权的转移 |
| 转让详情 | 专利权的转移 IPC(主分类):G01K 11/00 登记生效日:20180427 变更事项:专利权人 变更前权利人:常州工学院 变更后权利人:江苏福瑞德光电有限公司 变更事项:地址 变更前权利人:213022 江苏省常州市新北区巫山路1号 变更后权利人:225600 江苏省扬州市高邮市送桥镇(邮仪路）-1-2 |
权利要求
权利要求数量（3）
独立权利要求数量（1）
1.一种用加权宽度表征GaN基LED结温的方法，其特征在于步骤包括： 1)获取待测LED光源的型号，当已有与待测LED光源的型号的LED经过标 定，即已知加权宽度-结温变化的系数k，则执行步骤6)，否则执行步骤2)； 2)将LED光源安装在恒温器上的灯座上，保持两者良好的热接触，并通过积 分球一侧的孔进入积分球内表面，光谱分析仪探头通过积分球另一侧的孔进 入积分球内壁，光谱仪数据输出端与电脑相连，驱动电源控制端与电脑相连， 电源输出端与灯座相连，之后执行步骤3)；
3)经过步骤2)后设置恒温器温度T a，当LED光源达到设置的恒温器温度后 调整驱动电源，使LED光源在小电流驱动下发光，然后用光谱分析仪测量LED 光源的相对光谱，并由电脑记录下相对光谱，之后执行步骤4)；
4)重复步骤3)，测量恒温器温度为T b时LED光源的相对光谱，之后执行步骤 5)；
5)通过公式 计算不同恒温器温度对应的加权宽度，式中，L为 LED的相对光谱，Dl(L)为光谱为L值时对应的波长间隔,单位为nm，通过 公式k＝(T a-T b)/(Dl wa-Dl wb)计算加权宽度-结温变化的系数k，其中Dl wa,Dl wb 分别为测量恒温器温度为T a,T b时的加权宽度，之后执行步骤6)；
6)测量正常工作条件下LED光源的相对光谱，通过式 计算加 权宽度Dl wx，测量小电流驱动下LED光源的相对光谱，通过式 计算加权宽度Dl wT，测量环境温度T，代入公式T j＝T+k(Dl wx-Dl wT)，得到的 待测LED光源的结温。
2.根据权利要求1所述的一种用加权宽度表征GaN基LED结温的方法，其 特征在于所述小电流指小于额定电流10％的电流。
3.根据权利要求1所述的一种用加权宽度表征GaN基LED结温的方法，其 特征在于所述LED光源指GaN基单颗LED或LED阵列，所述的LED阵列由GaN 基不同LED组成。
1.一种用加权宽度表征GaN基LED结温的方法，其特征在于步骤包括：1)获取待测LED光源的型号，当已有与待测LED光源的型号的LED经过标定，即已知加权宽度-结温变化的系数k，则执行步骤6)，否则执行步骤2)；2)将LED光源安装在恒温器上的灯座上，保持两者良好的热接触，并通过积分球一侧的孔进入积分球内表面，光谱分析仪探头通过积分球另一侧的孔进入积分球内壁，光谱仪数据输出端与电脑相连，驱动电源控制端与电脑相连，电源输出端与灯座相连，之后执行步骤3)；
3)经过步骤2)后设置恒温器温度Ta，当LED光源达到设置的恒温器温度后调整驱动电源，使LED光源在小电流驱动下发光，然后用光谱分析仪测量LED光源的相对光谱，并由电脑记录下相对光谱，之后执行步骤4)；
4)重复步骤3)，测量恒温器温度为Tb时LED光源的相对光谱，之后执行步骤5)；
5)通过公式计算不同恒温器温度对应的加权宽度，式中，L为LED的相对光谱，Dl(L)为光谱为L值时对应的波长间隔,单位为nm，通过公式k＝(Ta-Tb)/(Dlwa-Dlwb)计算加权宽度-结温变化的系数k，其中Dlwa,Dlwb分别为测量恒温器温度为Ta,Tb时的加权宽度，之后执行步骤6)；
6)测量正常工作条件下LED光源的相对光谱，通过式计算加权宽度Dlwx，测量小电流驱动下LED光源的相对光谱，通过式计算加权宽度DlwT，测量环境温度T，代入公式Tj＝T+k(Dlwx-DlwT)，得到的待测LED光源的结温。
2.根据权利要求1所述的一种用加权宽度表征GaN基LED结温的方法，其特征在于所述小电流指小于额定电流10％的电流。
3.根据权利要求1所述的一种用加权宽度表征GaN基LED结温的方法，其特征在于所述LED光源指GaN基单颗LED或LED阵列，所述的LED阵列由GaN基不同LED组成。
说明书
技术领域
本发明涉及LED光电检测方法，尤其涉及一种用加权宽度表征GaN基LED结温的方法。
背景技术
LED(Light Emitting Diode)已被广泛应用于信号指示、液晶背光源、显示、通用照明等领域。但是，LED自身的光电色特性和寿命与结温密切相关。结温升高会导致LED的发光效率降低，寿命缩短。因此如何快速、科学、方便的测量LED结温就成为了问题的突破口。
已经报道的LED结温测量方法有正向电压法(EIA/JEDEC standardJESD51-1,中国标准200910198965.5，中国专利200920212653.0，200910198965.5)、热阻法(标准SJ/T11394-2009)，【通过测量LED管脚温度和芯片散热的热功率，以及热阻系数来确定结温，测量中需要结合正向电压法来确定热阻系数。】峰值波长法[Third International Conference on Solid State Lighting,Proceedings of SPIE2010.5187:93-99]，谷值波长法[光谱学与光谱分析,2013,33(1):36-39]、辐射强度法[光电子·激光,2009,20(8):1053-1057]、蓝白比法[Third international conference on solid state lighting,proceedings of SPIE2010.5187:107-114]。液晶阵列热成像法[Phys.Stat.Sol(c)1(2004)2429],微拉曼谱法[Phys.Status.Solidi,A202(2005)824],发光光谱法[Appl.Phys.Lett.89(2006)101114].和中心波长法(Microelectronics Reliability,2013,53(5):701-705)。
然而，这些方法测量GaN基LED结温仍然存在诸多不足，如由于其灯具外壳材料等的限制，一般很难实现符个LED引脚上的压降测量，正向电压法难以使用，峰值波长法和谷值波长法需要准确测量峰值或谷值，需要高精度的光谱仪及高精密的电源，另外，GaN基LED的峰值波长与结温的关系并不单调，蓝白比法只能用于荧光粉转换型白色LED结温，辐射强度法对测量环境和条件要求比较高，液晶阵列热成像法、微拉曼谱法、发光光谱法等对测试仪器的精度要求高，相关设备比较昂贵。
GaN基LED光谱的宽度随结温的增大而单调增大，因此，可以使用半高全宽来表征结温，但是该法是通过测量两个光谱峰半高值得到结温，光谱中其他值没有体现出应该有的贡献，因此我们根据专利201310221606.3中公开的一种基于LED相对光谱随温度变化的结温测试装置设计了加权宽度的方法，充分利用了整个光谱数据。实验结果表明，加权宽度表征GaN基LED结温，精度高，误差小，具有明显的技术优势。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于LED模块光谱特性的准确可靠、方便简洁，能够使用成本较低的普通测试装置简单高效地测量出GaN基LED的结温的方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用加权宽度表征GaN基LED结温的方法，步骤包括：
1)获取待测LED光源的型号，当已有与待测LED光源的型号的LED经过标定，即已知加权宽度-结温变化的系数k，则执行步骤6)，否则执行步骤2)；
2)将LED光源安装在恒温器上的灯座上，保持两者良好的热接触，并通过积分球一侧的孔进入积分球内表面，光谱分析仪探头通过积分球另一侧的孔进入积分球内壁，光谱仪数据输出端与电脑相连，驱动电源控制端与电脑相连，电源输出端与灯座相连，之后执行步骤3)；
3)经过步骤2)后设置恒温器温度Ta，当LED光源达到设置的恒温器温度后调整驱动电源，使LED光源在小电流驱动下发光，然后用光谱分析仪测量LED光源的相对光谱，并由电脑记录下相对光谱，之后执行步骤4)；
4)重复步骤3)，测量恒温器温度为Tb时LED光源的相对光谱，之后执行步骤5)；
5)通过公式计算不同恒温器温度对应的加权宽度，式中，L为LED的相对光谱，Dl(L)为光谱为L值时对应的波长间隔,单位为nm，通过公式k＝(Ta-Tb)/(Dlwa-Dlwb)计算加权宽度-结温变化的系数k，其中Dlwa,Dlwb分别为测量恒温器温度为Ta,Tb时的加权宽度，之后执行步骤6)；
6)测量正常工作条件下LED光源的相对光谱，通过式计算加权宽度Dlwx，测量小电流驱动下LED光源的相对光谱，通过式计算加权宽度DlwT，测量环境温度T，代入公式Tj＝T+k(Dlwx-DlwT)，得到的待测LED光源的结温。
所述小电流指小于额定电流10％的电流。
所述LED光源指GaN基单颗LED或LED阵列，所述的LED阵列由GaN基不同LED组成。
采用上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：1，单次标定，多次测量。即在宽的结温范围内，只需要选择几个结温标定加权宽度-结温系数K，测量时，只要是同型号的LED照明系统，均可以采用采用标定的结果得到结温。2，操作简单，与峰值波长法，蓝白比法步骤相似。3，仅需常规的光电测试装置。4，加权宽度容易准确测量，测量的可重复性高，用于表征结温误差小。5，不接触LED引脚。6，可以用于单颗LED结温测量，也可以用于多颗GaN基LED组成的阵列的平均结温测量，使用范围广。
附图说明
图1是一种用加权宽度表征GaN基LED结温的装置的结构示意图；
图2是加权宽度与结温曲线及拟合曲线图；
图3是本发明一种用加权宽度表征GaN基LED结温的方法的流程图。
图中：1、驱动电源，2、恒温器，3、积分球，4、LED灯座，5、光谱分析仪，6、电脑，7、LED光源。
具体实施方式
下面根据说明书附图和具体实施例对本发明作进一步的解释。
如图1所示，本发明所要用到的LED结温的测量装置，包括驱动电源1、恒温器2、积分球3、设置于恒温器2上的LED灯座4以及光谱分析仪5、电脑6和用于产生小电流的驱动电源1，所述光谱分析仪5的信号传输端与电脑6相连，探头透过积分球3到达内壁，驱动电源1与LED光源7相连，LED光源7穿过积分球3的一个孔到达积分球3内，驱动电源1与电脑6相连，LED光源7安置在LED灯座4上。
GaN基LED的光谱宽度随结温而升高而线性增大从而使LED结温与加权半高宽度间存在相关性。
测量LED结温，首先要对LED结温建立公式，小电流所产生的LED光源7的自加热过程对结温影响较小，恒温器2与LED光源7之间的热阻较小，因此，本发明使用恒温器2温度代替LED结温。测量不同恒温器2温度下的加权宽度，建立加权宽度与结温的关系式。再根据公式及测量的工作条件下LED光源7的加权宽度，便可方便的求出工作条件下LED的结温。(具体公式见上面技术部分)
一种用加权宽度表征GaN基LED结温的方法，步骤包括：
1)获取待测LED光源7的型号，当已有与待测LED光源7的型号的LED经过标定，即已知加权宽度-结温变化的系数k，则执行步骤6)，否则执行步骤2)；
2)将LED光源7安装在恒温器2上的灯座上，保持两者良好的热接触，并通过积分球3一侧的孔进入积分球3内表面，光谱分析仪5探头通过积分球3另一侧的孔进入积分球3内壁，光谱仪数据输出端与电脑6相连，驱动电源1控制端与电脑6相连，电源输出端与灯座相连，之后执行步骤3)；
3)经过步骤2)后设置恒温器2温度Ta，当LED光源7达到设置的恒温器2温度后调整驱动电源1，使LED光源7在小电流驱动下发光，然后用光谱分析仪5测量LED光源7的相对光谱，并由电脑6记录下相对光谱，之后执行步骤4)；
4)重复步骤3)，测量恒温器2温度为Tb时LED光源7的相对光谱，之后执行步骤5)；
5)通过公式计算不同恒温器2温度对应的加权宽度，式中，L为LED的相对光谱，Dl(L)为光谱为L值时对应的波长间隔,单位为nm，通过公式k＝(Ta-Tb)/(Dlwa-Dlwb)计算加权宽度-结温变化的系数k，其中Dlwa,Dlwb分别为测量恒温器2温度为Ta,Tb时的加权宽度，之后执行步骤6)；
6)测量正常工作条件下LED光源7的相对光谱，通过式计算加权宽度Dlwx，测量小电流驱动下LED光源7的相对光谱，通过式计算加权宽度DlwT，测量环境温度T，代入公式Tj＝T+k(Dlwx-DlwT)，得到的待测LED光源7的结温。
所述小电流指小于额定电流10％的电流。
所述LED光源7指GaN基单颗LED或LED阵列，所述的LED阵列由GaN基不同LED组成。
图2是按上述方法测量的1个1W的GaN基红色LED的加权宽度随结温的变化曲线，选取5mA为小电流，Ta＝20℃，Tb＝60℃,经计算，K为26.5182℃/nm；
对于某LED样品，选取5mA为小电流，此时加权宽度为19.3242nm，测量200mA时的光谱，计算出Dlwx＝20.8326nm，环境温度为26.0℃，得结温66.0℃。
价值度评估
技术价值
经济价值
法律价值
0 0 060.0分
0 50 75 100专利价值度是通过科学的评估模
型对专利价值进行量化的结果，
基于专利大数据针对专利总体特
征指标利用计算机自动化技术对
待评估专利进行高效、智能化的
分析，从技术、经济和法律价值
三个层面构建专利价值评估体
系，可以有效提升专利价值评估
的质量和效率。
总评：60.0分
该专利价值中等 （仅供参考）
本专利文献中包含【3 个技术分类】，从一定程度上而言上述指标的数值越大可以反映出所述专利的技术保护及应用范围越广。 【专利权的维持时间10 年】专利权的维持时间越长，其价值对于权利人而言越高。 尤其重要是，该专利 【权利转移1 次】、 都从侧面反应出该专利的技术、经济和法律价值。
技术价值 32.0
该指标主要从专利申请的著录信息、法律事件等内容中挖掘其技术价值，专利类型、独立权利要求数量、无效请求次数等内容均可反映出专利的技术性价值。 技术创新是专利申请的核心，若您需要进行技术借鉴或寻找可合作的项目，推荐您重点关注该指标。
部分指标包括：
授权周期（发明）
31 个月独立权利要求数量
0 个从属权利要求数量
0 个说明书页数
4 页实施例个数
0 个发明人数量
4 个被引用次数
0 次引用文献数量
0 个优先权个数
0 个技术分类数量
3 个无效请求次数
0 个分案子案个数
0 个同族专利数
0 个专利获奖情况
无保密专利的解密
否经济价值 9.0
该指标主要指示了专利技术在商品化、产业化及市场化过程中可能带来的预期利益。 专利技术只有转化成生产力才能体现其经济价值，专利技术的许可、转让、质押次数等指标均是其经济价值的表征。 因此，若您希望找到行业内的运用广泛的热点专利技术及侵权诉讼中的涉案专利，推荐您重点关注该指标。
部分指标包括：
申请人数量
1申请人类型
院校许可备案
0 次权利质押
0 次权利转移
1 个海关备案
否法律价值 19.0
该指标主要从专利权的稳定性角度评议其价值。专利权是一种垄断权，但其在法律保护的期间和范围内才有效。 专利权的存续时间、当前的法律状态可反映出其法律价值。故而，若您准备找寻权属稳定且专利权人非常重视的专利技术，推荐您关注该指标。
部分指标包括：
存活期/维持时间
10法律状态
有权-审定授权
苏公网安备 32041202001399号
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