專利名稱：一種大功率白光led溫度特性測量實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于大功率白光LED實驗裝置，更具體地說，它屬于高等院校關(guān)于大功率白光LED溫度特性研究與測量的實驗裝置。
背景技術(shù)：
大功率白光LED以其發(fā)光效率高、壽命長、環(huán)保等優(yōu)點，被廣泛用于照明和顯示等領(lǐng)域。但是，大功率白光LED在工作過程中產(chǎn)生大量的熱，其PN結(jié)溫的上升使發(fā)光效率降低、光譜紅移、壽命縮短?？梢?，溫度是影響大功率LED應(yīng)用的重要因素。因此，測量溫度對 LED電流、電壓、光強分布、發(fā)光效率等光電參數(shù)在科研、生產(chǎn)和高等院校教學(xué)中具有重要的應(yīng)用價值。目前國內(nèi)高等院校只有測量普通LED電特性(伏安特性)的實驗裝置，未見有測量與研究LED特別是大功率白光LED光電特性隨溫度變化的實驗裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能進(jìn)行大功率白光LED 溫度特性測量與研究的實驗裝置。本實用新型的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)一種大功率白光LED溫度特性測量實驗裝置，包括實驗箱底板，所述實驗箱底板的一端安裝著大功率白光LED加熱/致冷裝置總成，另一端對應(yīng)安裝著光強探測器總成。作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述大功率白光LED加熱/致冷裝置總成固定在 LED發(fā)光角度調(diào)節(jié)盤總成的表盤表面；所述大功率白光LED加熱/致冷裝置總成與所述光強探測器總成之間還設(shè)有暗筒，且三者處于一軸線上。作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述暗筒的一端設(shè)有可旋入暗筒固定座中的螺紋端口，另一端為所述光強探測器總成的插入口。作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述大功率白光LED加熱/致冷裝置總成中設(shè)有半導(dǎo)體加熱/致冷芯片；所述半導(dǎo)體加熱/致冷芯片的一端緊貼散熱器，另一端緊貼傳導(dǎo)鋁棒；所述傳導(dǎo)鋁棒的另一端面凹槽處設(shè)有溫度傳感器，端面的頂部固定著所述大功率白光 LED。作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述大功率白光LED處在角度調(diào)節(jié)盤表面的圓心位置，角度調(diào)節(jié)盤連同大功率白光LED加熱/致冷裝置總成角度調(diào)節(jié)范圍為0度 士90度。作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述傳導(dǎo)鋁棒的外面套有絕緣套。作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述光強探測器總成內(nèi)安裝有集成可見光亮度傳感器及放大電路板。作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述實驗箱底板上還設(shè)有溫度傳感器插座、半導(dǎo)體加熱/致冷芯片電源插座和光強探測器插座。本實用新型的實驗裝置配合電源、電參數(shù)測量儀和溫度控制儀，可進(jìn)行普通LED 和大功率白光LED的溫度特性測量與研究。[0014]由于采用上述技術(shù)方案，本實用新型具有如下有益效果1、采用半導(dǎo)體加熱/致冷芯片對LED進(jìn)行0°C 70°C光電特性測量，克服了其它測量裝置只能測量在室溫或高于室溫情況下測量LED特性的局限。裝置結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，不需要體積大的恒溫箱或制冷設(shè)備，減少設(shè)備投資、節(jié)約能源；2、光電特性測量采用人眼仿真的可見光亮度傳感器作為光強探測器，代替市面上傳統(tǒng)的光強測量儀用濾光片組合形成人眼視覺函數(shù)的光強探測器，不但降低了成本，并且測量非線性小，重復(fù)性好。3、除了測量LED在恒流驅(qū)動下的溫度特性，還能測量傳統(tǒng)儀器所不具備的LED恒壓驅(qū)動下的溫度特性；4、測量物理量多、方便、準(zhǔn)確。

圖1是本實用新型的總結(jié)構(gòu)圖；圖2是大功率白光LED加熱/致冷裝置總成結(jié)構(gòu)圖；圖3是圖2的左視圖。圖中風(fēng)扇1 固定螺釘2 散熱器3 半導(dǎo)體加熱/致冷芯片4 壓板5 絕緣套6 傳導(dǎo)鋁棒7 溫度傳感器8 大功率白光LED9 風(fēng)扇、LED電源及溫度傳感器插座10 半導(dǎo)體加熱/致冷芯片電源插座11 光強探測器插座12 實驗箱底板13 放大電路板14 可見光亮度傳感器15 暗筒16 暗筒固定塊17 大功率白光LED加熱/致冷裝置總成30 LED發(fā)光角度調(diào)節(jié)盤總成40 光強探測器總成 50。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述圖1中，所述的大功率白光LED加熱/致冷裝置總成30安裝在LED發(fā)光角度調(diào)節(jié)盤總成40的角度調(diào)節(jié)盤表面，且大功率白光LED 9位于角度調(diào)節(jié)盤表面的圓心位置，角度調(diào)節(jié)盤的角度調(diào)節(jié)范圍為0度 士90度，角度調(diào)節(jié)盤轉(zhuǎn)動至某一角度，大功率白光LED 9 也跟隨轉(zhuǎn)動至這一角度。所述的暗筒固定座17固定在實驗箱底板13上，暗筒16的螺紋端口旋入暗筒固定座17并緊固，暗筒16的另一端口插入光強探測器總成50，用緊定螺釘固定。所述的風(fēng)扇、LED電源及溫度傳感器插座10、半導(dǎo)體加熱/致冷芯片電源插座11、光強探測器插座12固定在實驗箱底板13上。圖1中，所述的集成可見光亮度傳感器15內(nèi)含PIN光電二極管、高增益放大器和二個互補式電流輸出端，該光電二極管陣列的光譜特性及靈敏度都與人眼十分相似，因而能代替人眼去感受環(huán)境亮度的明暗程度，并將接收到的可見光轉(zhuǎn)換成電流信號，配以外圍電路放大電路板14，無須使用濾光片即可有效地衰減測量大功率白光LED 9光強時不必要存在的紫外光及紅外光。圖2、圖3中，所述的大功率白光LED加熱/致冷裝置總成30，為本實用新型的要點。半導(dǎo)體加熱/致冷芯片4熱端一面與散熱器3緊貼，并用風(fēng)扇1強行散熱，半導(dǎo)體加熱 /致冷芯片4的另一面與傳導(dǎo)鋁棒7的一端面緊貼，利用壓板5及固定螺釘2使風(fēng)扇1、散熱器3、半導(dǎo)體加熱/致冷芯片4、傳導(dǎo)鋁棒7組合成一體，傳導(dǎo)鋁棒7的另一端面凹槽處裝一溫度傳感器8，頂面安裝一待測的大功率白光LED 9，傳導(dǎo)鋁棒7外套一絕緣套6，既保溫， 又防止?fàn)C手。半導(dǎo)體加熱/致冷芯片4的加熱或致冷工作方式由輸入電流的方向決定，即由半導(dǎo)體加熱/致冷芯片4引線二端施加的電壓正負(fù)決定，通過電參數(shù)測量儀及溫度控制儀的設(shè)定，達(dá)到大功率白光LED加熱/致冷裝置總成30處于加熱或致冷的工作方式及所需高溫或低溫溫度要求并保持恒溫狀態(tài)，適應(yīng)實驗環(huán)境要求。結(jié)合附圖，本實用新型具體的實施應(yīng)用例如下1、大功率白光LED電特性(伏安特性)實驗大功率白光LED加熱/致冷裝置總成30與風(fēng)扇、LED電源及溫度傳感器插座10之間用導(dǎo)線連接，配合電源及電參數(shù)測量儀，對大功率白光LED 9施加直流電壓0 3. 5V，觀察大功率白光LED 9的發(fā)光亮度及電壓和電流，畫出大功率白光LED 9的I-U正向伏安曲線并得出大功率白光LED 9導(dǎo)通電壓。2、大功率白光LED光特性實驗(1)光強與電流關(guān)系實驗大功率白光LED加熱/致冷裝置總成30與風(fēng)扇、LED電源及溫度傳感器插座10之間用導(dǎo)線連接，光強探測器插座12與光強探測器總成50之間用導(dǎo)線連接，配合電源及電參數(shù)測量儀對大功率白光LED 9進(jìn)行光強與電流關(guān)系的實驗。利用暗筒固定座17固定有暗筒16及光強探測器總成50稱為316mm遠(yuǎn)場及光強探測器總成50直接插入暗筒固定座17 稱為IOOmm近場兩種實驗方法，再對大功率白光LED 9施加以250mA恒流電流進(jìn)行光強測量，并從250mA開始，每步進(jìn)IOmA至320mA止，逐次測量及研究大功率白光LED9光強與電流的關(guān)系。(2)光強角分布實驗在暗筒固定座17固定有暗筒16及光強探測器總成50稱為316mm遠(yuǎn)場時進(jìn)行，按光強與電流關(guān)系實驗方法連接相關(guān)導(dǎo)線及測量儀器，對大功率白光LED9施加于300mA恒流電流，LED發(fā)光角度調(diào)節(jié)盤總成40的角度調(diào)節(jié)盤旋轉(zhuǎn)至-40度，且大功率白光LED9也跟隨轉(zhuǎn)至-40度位置，測量其光強，然后，每步進(jìn)10度至+40度止，逐次測量大功率白光LED9的光強，并分析其光強的分布特點。3、大功率白光LED熱學(xué)特性實驗(1)大功率白光LED施加恒流電流時發(fā)光效率與溫度關(guān)系的實驗按光強與電流關(guān)系實驗方法連接相關(guān)導(dǎo)線及測量儀器和溫度控制儀，LED發(fā)光角度調(diào)節(jié)盤總成40的角度調(diào)節(jié)盤旋轉(zhuǎn)至0度，且大功率白光LED9也跟隨轉(zhuǎn)至0度位置，并將大功率白光LED加熱/致冷裝置總成30中的半導(dǎo)體加熱/致冷芯片4與半導(dǎo)體加熱/致冷芯片電源插座11之間用導(dǎo)線連接，對大功率白光LED9施加于300mA恒流電流，溫度控制儀設(shè)定溫度+10°C，使大功率白光LED加熱/致冷裝置總成30處于“致冷”狀態(tài)，待測量溫度達(dá)到設(shè)定溫度且穩(wěn)定后，測量大功率白光LED9的電壓、光強，然后，每步進(jìn)10°C至+70°C 止，在此過程中，當(dāng)設(shè)定溫度高于環(huán)境溫度時，大功率白光LED加熱/致冷裝置總成30應(yīng)處于“加熱”狀態(tài)，同時，逐次測量每個步進(jìn)溫度相對應(yīng)的大功率白光LED9的電壓和光強并分析大功率白光LED施加恒流電流時發(fā)光效率與溫度變化的關(guān)系。(2)大功率白光LED施加恒壓電壓時發(fā)光效率與溫度關(guān)系的實驗[0039]該實驗方法與大功率白光LED施加恒流電流時發(fā)光效率與溫度關(guān)系的實驗方法基本相同，只是對大功率白光LED9施加的不是恒流電流，而是恒壓電壓3V的情況下，逐次測量每個步進(jìn)溫度相對應(yīng)的大功率白光LED9的電壓和光強并分析大功率白光LED施加恒壓電壓時發(fā)光效率與溫度變化的關(guān)系。最后，還要注意的是，以上列舉的僅是本實用新型的一個具體實施例。顯然，本實用新型還可以有許多變形，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實用新型公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種大功率白光LED溫度特性測量實驗裝置，包括實驗箱底板(13)，其特征在于，所述實驗箱底板(13)的一端安裝著大功率白光LED加熱/致冷裝置總成(30)，另一端對應(yīng)安裝著光強探測器總成(50)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率白光LED溫度特性測量實驗裝置，其特征在于，所述大功率白光LED加熱/致冷裝置總成(30)固定在LED發(fā)光角度調(diào)節(jié)盤總成00)的表盤表面；所述大功率白光LED加熱/致冷裝置總成(30)與所述光強探測器總成(50)之間還設(shè)有暗筒(16)，且三者處于一軸線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大功率白光LED溫度特性測量實驗裝置，其特征在于，所述暗筒(16)的一端設(shè)有可旋入暗筒固定座(17)中的螺紋端口，另一端為所述光強探測器總成 (50)的插入口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率白光LED溫度特性測量實驗裝置，其特征在于，所述大功率白光LED加熱/致冷裝置總成(30)中設(shè)有半導(dǎo)體加熱/致冷芯片(4)；所述半導(dǎo)體加熱/致冷芯片的一端緊貼散熱器(3)，另一端緊貼傳導(dǎo)鋁棒(7)；所述傳導(dǎo)鋁棒(7)的另一端面凹槽處設(shè)有溫度傳感器(8)，端面的頂部固定著所述大功率白光LED(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大功率白光LED溫度特性測量實驗裝置，其特征在于，所述大功率白光LED(9)處在角度調(diào)節(jié)盤表面的圓心位置，角度調(diào)節(jié)盤連同所述大功率白光LED 加熱/致冷裝置總成(30)的角度調(diào)節(jié)范圍為0度 士90度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大功率白光LED溫度特性測量實驗裝置，其特征在于，所述傳導(dǎo)鋁棒(7)的外面套有絕緣套(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率白光LED溫度特性測量實驗裝置，其特征在于，所述光強探測器總成(50)內(nèi)安裝有集成可見光亮度傳感器(1 及放大電路板(14)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的大功率白光LED溫度特性測量實驗裝置，其特征在于，所述實驗箱底板(1 上還設(shè)有溫度傳感器插座(10)、半導(dǎo)體加熱/致冷芯片電源插座(11)和光強探測器插座(12)。
專利摘要本實用新型屬于大功率白光LED實驗裝置，旨在提供一種高等院校關(guān)于大功率白光LED溫度特性研究與測量的實驗裝置。該實驗裝置包括實驗箱底板，實驗箱底板的一端安裝著大功率白光LED加熱/致冷裝置總成，另一端對應(yīng)安裝著光強探測器總成；二者之間還可設(shè)有暗筒，且三者處于一軸線上。本實用新型的實驗裝置可配合電源、電參數(shù)測量儀和溫度控制儀，進(jìn)行普通LED和大功率白光LED的溫度特性測量與研究，特別是大功率白光LED光電特性隨溫度變化的實驗。
文檔編號G01M11/00GK202101835SQ20112010313
公開日2012年1月4日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者樂培界, 周有平, 張路英, 李斌, 陳國杰 申請人:佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院, 杭州精科儀器有限公司