CN103162852A - 基于阈值电压交流发光二极管结温检测方法 - Google Patents
基于阈值电压交流发光二极管结温检测方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种基于阈值电压交流发光二极管结温检测方法，特征在于：形成可编程脉冲电流源表；温度计与传感器相连，恒温箱的温度可调节；起始温度状态下，稳定后供应1个周期的正弦交流电压，记录下起始温度下的电流值，开启工作时所对应的电流作为阈值电流，阈值电流所对应的电压作为阈值电压，获取阈值电压；调节恒温箱的温度，从起始温度状态下开始以10℃-15℃间隔增长，供应相同的1个周期的正弦交流电压，记录下每个温度状态下阈值电压；拟合出对应关系线；恢复到室温后，供应持续的正弦交流电压，记录下室温状态下阈值电压；根据对应关系线，获得正常工作时持续的正弦交流电压下的结温，其中，可编程脉冲电流源表与计算机连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种光电元件的检测方法，特别是涉及一种基于阈值电压来检测交流发光二极管的结温的基于阈值电压交流发光二极管结温检测方法。
背景技术
目前发光二极管的结温测试方法中最实用的方法是正向压降法。正向压降法的测量方法如下：1、在给发光二极管输入正常工作时恒定的脉冲电流条件下，通过控制发光二极管周围的环境温度获得发光二极管正向电压随温度变化的关系。2、在发光二极管正常工作条件下，达到热平衡后，获得发光二极管在正常工作条件下的正常工作正向电压。3、根据2中得到的正向电压随温度变化的关系，与上述正常工作正向电压相对应的温度即为发光二极管正常温度工作状态下的工作结温。
上述方法针对的是直流发光二极管的结温的测量，然而，正向压降法不能直接应用到交流发光二极管中，因为在交流发光二极管的驱动电压是瞬时变化的，无法像直流发光二极管正常工作时采集一个稳定的正向电压值评定结温。交流发光二极管的输入电流方向是变化的，而不是上述方法条件中的恒定的脉冲电流，这也就使得针对交流发光二极管进行结温测量时非常困难，目前缺乏针对交流发光二极管的结温的测量方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于阈值电压来检测交流发光二极管的结温的基于阈值电压交流发光二极管结温检测方法。针对交流发光二级管的工作特征，本发明提供的交流发光二极管的结温的结温检测方法利用一个瞬时电压值来测定结温，为了得到正常交流电工作状态下的交流发光二极管的结温，可通过电压与结温的函数关系来采集与正常交流工作状态下的瞬时电压值所对应的结温。上述瞬时电压值，本发明提出了采用正弦波形中的阈值电压，将交流二级管开启工作的电流作为阈值电流，此时与阈值电流所对应的电压为开启工作时的阈值电压，阈值电流的数值会因不同制造商制造的不同种类的交流发光二极管而存在区别，也会因不同温度状态下阈值电流发生微小变化。当被测的发光二极管确定时，可以选择尽量靠近交流发光二极管开启工作的初始时刻的电流值作为参照，不计阈值电流本身随着温度变化而发生的微小变化，各个温度下的开启工作的阈值电流视为一致。在不同温度条件下交流发光二极管测的开启工作时的阈值电压也不同，可得出阈值电压与结温的关系函数。上述阈值电流的数值选择应尽量靠近交流发光二极管开启工作的初始时刻，因为交流发光二极管工作后结温会升高，会对函数对应关系产生影响，从而，在可选择范围内开启工作时的阈值电流的取值应尽量小。
本发明提供的一种基于阈值电压来检测交流发光二极管的结温的基于阈值电压交流发光二极管结温检测方法，具有这样的特征，具有以下步骤：利用计算机控制电源输出正弦交流电压，形成可编程脉冲电流源表；将温度计与置于恒温箱内的传感器相连，用于显示所述恒温箱的温度，所述恒温箱内的温度可调节；放置被测的交流发光二极管在起始温度状态下的所述恒温箱中，利用所述温度计监控并记录恒温箱的内部温度，稳定一段时间后，当交流发光二极管的结温达到与恒温箱的温度相同时，接通可编程脉冲电流源表与交流发光二极管，给交流发光二极管供应1个周期的正弦交流电压，并且由计算机检测记录下交流发光二极管起始温度状态下的电流值，将交流发光二极管开启工作时所对应的电流作为阈值电流，将交流发光二极管的所述阈值电流所对应的开启工作时的电压作为阈值电压，根据电流值的变化曲线获取交流发光二级管的所述阈值电压；调节恒温箱的温度，从起始温度状态下开始以10℃-15℃的温度间隔逐步增长，最高温度不能超过交流发光二极管最高允许工作温度，在每个温度状态下稳定一段时间后，当交流发光二极管的结温达到与恒温箱的温度相同时，给交流发光二极管供应相同的上述1个周期的正弦交流电压，并且由计算机检测记录下每个温度状态下交流发光二极管的电流值，根据各个温度下电流值的变化曲线和正弦交流电压曲线，分别获取与开启工作电流阈值对应的每个温度状态下交流发光二极管的所述阈值电压；根据各个温度下获取的交流发光二极管的所述阈值电压，拟合出交流发光二极管的所述阈值电压与温度的对应关系线；取出恒温箱中交流发光二极管，交流发光二级管的温度恢复到室温后，给交流发光二极管供应持续的正弦交流电压，并且由计算机检测记录下室温状态下交流发光二极管正常工作时的电流值，根据正常工作时的电流值的变化曲线获取室温状态下交流发光二极管的所述阈值电压；根据交流发光二极管的工作峰值电流与温度的对应关系线，获得与交流发光二极管稳定正常工作时的所述阈值电压相对应的温度，即得在持续的正弦交流电压下交流发光二极管的稳定正常工作时的结温，其中，所述可编程脉冲电流源表与所述计算机连接，用于供应一个周期或者连续的正弦交流电压、获取各个温度下交流发光二极管的电流值变化、所述阈值电流以及对应的各个所述阈值电压来绘制温度与所述阈值电压的关系线。
与现有技术相比，本发明的效果在于：
本发明提供的基于阈值电压交流发光二极管结温检测方法针对的是交流发光二极管并且所获得结温数据结果准确，很好的解决了已有技术无法针对交流状态下工作的发光二极管的结温检测的缺陷。将交流发光二极管的开启工作时的电流作为阈值电流，将交流发光二极管与上述阈值电流所对应的开启工作时的电压作为阈值电压，当被测二极管确定时，开启工作的阈值电流也确定了，本发明提出了采用不同温度下开启工作时的阈值电压来检测结温，因为开启工作时的阈值电压受温度的变化影响大，对应关系明显、稳定性好。并且阈值电压的对应选择时期是交流发光二极管刚刚开启时期，避开了由于交流发光二极管已经处于工作状态下而产生热量从而影响检测结果的可能。而在日常生活中普遍使用交流电，与已有技术相比，本发明提供的交流发光二极管结温检测方法实用性更强、普遍性更强。
附图说明
图1是本发明中实施例中1个周期的正弦交流电压及交流发光二级管在40℃温度条件下工作的电流值的变化曲线图；
图2是本发明中实施例中各个温度下交流发光二极管开启工作的各个阈值电压获取图；
图3是本发明中实施例中交流发光二极管阈值电压与温度的变化关系图；
图4是本发明中实施例中正常稳定工作常温状态下阈值电压为88.41v时交流发光二极管的结温获取图。
具体实施案例
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。
实施例：检测一只阈值电流参考为1mA的交流发光二极管的结温，该待测的交流发光二极管在室温条件下的工作电压为110V；
图1是本发明中实施例中1个周期的正弦交流电压及交流发光二级管在40℃温度条件下工作的电流值的变化曲线图，
本实施例中提供的检测方法中硬件部分包含：计算机、吉时利仪器Keithley SMU2636A、恒温箱、传感器以及温度计；
在计算机的控制下使电源输出正弦交流电压，形成可编程脉冲电流源表，针对110V正弦交流电压的变化特征编写程序，采用吉时利仪器Keithley SMU2636A模拟输出1个周期的50Hz,110V正弦交流电压；
该正弦交流电压的1个周期时间T=20ms，最大电压值为110v，如图1中所示的交流电压AC Source的变化曲线1；
将温度计与置于恒温箱内的传感器相连，该温度计用于显示恒温箱内部温度，上述恒温箱的内部温度是可以调节的；
将待测的交流发光二极管放置于恒温箱内，调节恒温箱的初始温度为40℃，用温度计监控并记录恒温箱内部环境的温度，稳定一段时间后，即当交流发光二极管的结温与恒温箱的温度相同都为40℃时，接通吉时利仪器Keithley SMU2636A给交流发光二极管供应与上述相同的1个周期的50Hz,110V正弦交流电压，并且由计算机检测记录下交流发光二极管40℃下的电流值，如图1中所示，交流发光二极管开启工作，根据电流值的变化曲线2可获取的40℃时开启工作时的阈值电流3，参考为1mA，根据正弦交流电压曲线获得对应的40℃开启工作的阈值电压4为94.7v；
图2是本发明中实施例中各个温度下交流发光二极管的电流与电压的变化关系图；
调节恒温箱的温度，从40℃开始以10℃的间隔逐步增长至100℃，即、分别调节恒温箱的温度为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃以及100℃，在每个温度状态下稳定一段时间，当交流发光二极管的结温到与各个恒温箱的温度相同时，接通吉时利仪器Keithley SMU2636A给交流发光二极管供应与上述相同的1个周期的50Hz,110V正弦交流电压，并且由计算机分别检测记录下交流发光二极管50℃、60℃、70℃、80℃、90℃以及100℃下的电流值，根据40℃温度状态下电流与电压变化曲线5、50℃温度状态下电流与电压变化曲线6、60℃温度状态下电流与电压变化曲线7、70℃温度状态下电流与电压变化曲线8、80℃温度状态下电流与电压变化曲线9、90℃温度状态下电流与电压变化曲线10以及100℃温度状态下电流与电压变化曲线11，开启工作时的阈值电流3都参考为1mA时，不同温度下分别获取到交流发光二极管对应的阈值电压，即、如图2中所示的40℃阈值电压4为94.7V ，50℃阈值电压12为93.6V ，60℃阈值电压13为92.5V ，70℃阈值电压14为91.4V ，80℃阈值电压15为90.3V ，90℃阈值电压16为89.2V ，100℃阈值电压17为88.1V；
图3是本发明中实施例中交流发光二极管阈值电压与温度的变化关系图；
如图3所示，根据 40℃阈值电压4、50℃阈值电压12、60℃阈值电压13、70℃阈值电压14、80℃阈值电压15、90℃阈值电压16以及100℃阈值电压17与温度的对应关系，拟合绘制出交流发光二极管的阈值电压与温度的对应关系线18，可得到关系方程式T=-9.09V+900.91，即、如图3中所示的对应关系线18；
图4是本发明中实施例中正常稳定工作常温状态下阈值电压为88.41v时交流发光二极管的结温获取图，
从恒温箱中取出交流发光二极管，待交流发光二级管的温度恢复到室温后，给交流发光二极管供应持续的正弦交流电压，并且由计算机检测记录下室温状态下交流发光二极管正常工作时的电流值，根据正常工作时的电流值的变化曲线和正弦交流电压的曲线，获取室温状态下交流发光二极管常温状态下正常工作的阈值电压为88.41v；
如图4所示，根据交流发光二极管的阈值电压与温度的对应关系线18，得到与交流发光二极管正常稳定工作常温状态下阈值电压19为88.41v相对应的温度，即、得到室温状态下被输入持续的正弦交流电压的交流发光二极管的结温20为97.32℃，如图4中所示的结温20。
另外，在本发明提供的方法中可编程脉冲电流源表由计算机控制，针对工作电压为110v、开启工作的阈值电流为1mA的交流发光二极管可编写对应的程序以输出对应的正弦交流电压源，同时各个温度下电流电压的变化曲线也可以通过该可编程脉冲电流源表获取，根据变化曲线由计算机获取得到各个温度下的阈值电压再来绘制结温与阈值电压的关系线，数据结果精确性高。
发明的作用与效果
综上所述，本发明的作用和效果在于：
本发明提供的基于阈值电压交流发光二极管结温检测方法所获得结温数据结果准确，很好的解决了已有技术无法针对交流状态下工作的发光二极管的结温检测的缺陷。将交流发光二极管的开启工作时的电流作为阈值电流，将交流发光二极管与上述阈值电流所对应的开启工作时的电压作为阈值电压，当被测二极管确定时，开启工作的阈值电流也确定了，本发明提出了采用不同温度下开启工作时的阈值电压来检测结温，因为开启工作时的阈值电压受温度的变化影响大跨度大，对应关系明显、稳定性好。
阈值电压的对应选择时期是交流发光二极管刚刚开启时期，避开了由于交流发光二极管已经处于工作状态下而产生热量从而影响检测结果的可能。
在日常生活中普遍使用交流电，与已有技术相比，本发明提供的交流发光二极管结温检测方法实用性更强、普遍性更强。
另外，在本发明提供的方法中可编程脉冲电流源表由计算机控制，可针对不同工作电压的交流发光二极管可编写对应的程序以输出对应的变化的交流电压源，同时各个温度下交流发光二极管的电流电压的变化曲线也可以通过该可编程脉冲电流源表获取，根据变化曲线由计算机获取得到各个温度下的阈值电压再来绘制结温与阈值电压的关系线，克服了人为读取误差，数据结果精确性高，数据重复性高。
本发明提供的基于阈值电压交流发光二极管结温检测方法的具体实施方案中，忽略阈值电流受温度而变化的影响，待测的交流发光二极管的阈值电流值采用1mA，由于不同制造厂商所生产的不同类型交流发光二极管的开启工作电流，即、阈值电流均会不同，所以本发明提供的交流发光二极管结温检测方法中阈值电流的取值不仅局限1mA，阈值电流应尽量靠近交流发光二极管开启工作的初始时刻，因为交流发光二极管工作后结温会升高，会对函数对应关系产生影响，从而，在可选择范围内开启工作时的阈值电流的取值应尽量小。
上述实施方式为本发明的优选案例用于说明本发明，并不用来限制本发明的保护范围。
Claims (1)
1. 一种基于阈值电压来检测交流发光二极管的结温的基于阈值电压交流发光二极管结温检测方法，其特征在于，具有以下步骤：
利用计算机控制电源输出正弦交流电压，形成可编程脉冲电流源表；
将温度计与置于恒温箱内的传感器相连，用于显示所述恒温箱的温度，所述恒温箱内的温度可调节；
放置被测的交流发光二极管在起始温度状态下的所述恒温箱中，利用所述温度计监控并记录恒温箱的内部温度，稳定一段时间后，当交流发光二极管的结温达到与恒温箱的温度相同时，接通可编程脉冲电流源表与交流发光二极管，给交流发光二极管供应1个周期的正弦交流电压，并且由计算机检测记录下交流发光二极管起始温度状态下的电流值，将交流发光二极管开启工作时所对应的电流作为阈值电流，将交流发光二极管的所述阈值电流所对应的开启工作时的电压作为阈值电压，根据电流值的变化曲线获取交流发光二级管的所述阈值电压；
调节恒温箱的温度，从起始温度状态下开始以10℃-15℃的温度间隔逐步增长，最高温度不能超过交流发光二极管最高允许工作温度，在每个温度状态下稳定一段时间后，当交流发光二极管的结温达到与恒温箱的温度相同时，给交流发光二极管供应相同的上述1个周期的正弦交流电压，并且由计算机检测记录下每个温度状态下交流发光二极管的电流值，根据各个温度下电流值的变化曲线和正弦交流电压曲线，分别获取与开启工作电流阈值对应的每个温度状态下交流发光二极管的所述阈值电压；
根据各个温度下获取的交流发光二极管的所述阈值电压，拟合出交流发光二极管的所述阈值电压与温度的对应关系线；
取出恒温箱中交流发光二极管，交流发光二级管的温度恢复到室温后，给交流发光二极管供应持续的正弦交流电压，并且由计算机检测记录下室温状态下交流发光二极管正常工作时的电流值，根据正常工作时的电流值的变化曲线获取室温状态下交流发光二极管的所述阈值电压；
根据交流发光二极管的工作峰值电流与温度的对应关系线，获得与交流发光二极管稳定正常工作时的所述阈值电压相对应的温度，即得在持续的正弦交流电压下交流发光二极管的稳定正常工作时的结温，
其中，所述可编程脉冲电流源表与所述计算机连接，用于供应一个周期或者连续的正弦交流电压、获取各个温度下交流发光二极管的电流值变化、所述阈值电流以及对应的各个所述阈值电压来绘制温度与所述阈值电压的关系线。
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