專利名稱：基于閾值電壓交流發(fā)光二極管結溫檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光電元件的檢測方法，特別是涉及一種基于閾值電壓來檢測交流發(fā)光二極管的結溫的基于閾值電壓交流發(fā)光二極管結溫檢測方法。
背景技術：
目前發(fā)光二極管的結溫測試方法中最實用的方法是正向壓降法。正向壓降法的測量方法如下:1、在給發(fā)光二極管輸入正常工作時恒定的脈沖電流條件下，通過控制發(fā)光二極管周圍的環(huán)境溫度獲得發(fā)光二極管正向電壓隨溫度變化的關系。2、在發(fā)光二極管正常工作條件下，達到熱平衡后，獲得發(fā)光二極管在正常工作條件下的正常工作正向電壓。3、根據(jù)2中得到的正向電壓隨溫度變化的關系，與上述正常工作正向電壓相對應的溫度即為發(fā)光二極管正常溫度工作狀態(tài)下的工作結溫。上述方法針對的是直流發(fā)光二極管的結溫的測量，然而，正向壓降法不能直接應用到交流發(fā)光二極管中，因為在交流發(fā)光二極管的驅(qū)動電壓是瞬時變化的，無法像直流發(fā)光二極管正常工作時采集一個穩(wěn)定的正向電壓值評定結溫。交流發(fā)光二極管的輸入電流方向是變化的，而不是上述方法條件中的恒定的脈沖電流，這也就使得針對交流發(fā)光二極管進行結溫測量時非常困難，目前缺乏針對交流發(fā)光二極管的結溫的測量方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于閾值電壓來檢測交流發(fā)光二極管的結溫的基于閾值電壓交流發(fā)光二極管結溫檢測方法。針對交流發(fā)光二級管的工作特征，本發(fā)明提供的交流發(fā)光二極管的結溫的結溫檢測方法利用一個瞬時電壓值來測定結溫，為了得到正常交流電工作狀態(tài)下的交流發(fā)光二極管的結溫，可通過電壓與結溫的函數(shù)關系來采集與正常交流工作狀態(tài)下的瞬時電壓值所對應的結溫。上述瞬時電壓值，本發(fā)明提出了采用正弦波形中的閾值電壓，將交流二級管開啟工作的電流作為閾值電流，此時與閾值電流所對應的電壓為開啟工作時的閾值電壓，閾值電流的數(shù)值會因不同制造商制造的不同種類的交流發(fā)光二極管而存在區(qū)別，也會因不同溫度狀態(tài)下閾值電流發(fā)生微小變化。當被測的發(fā)光二極管確定時，可以選擇盡量靠近交流發(fā)光二極管開啟工作的初始時刻的電流值作為參照，不計閾值電流本身隨著溫度變化而發(fā)生的微小變化，各個溫度下的開啟工作的閾值電流視為一致。在不同溫度條件下交流發(fā)光二極管測的開啟工作時的閾值電壓也不同，可得出閾值電壓與結溫的關系函數(shù)。上述閾值電流的數(shù)值選擇應盡量靠近交流發(fā)光二極管開啟工作的初始時刻，因為交流發(fā)光二極管工作后結溫會升高，會對函數(shù)對應關系產(chǎn)生影響，從而，在可選擇范圍內(nèi)開啟工作時的閾值電流的取值應盡量小。本發(fā)明提供的一種基于閾值電壓來檢測交流發(fā)光二極管的結溫的基于閾值電壓交流發(fā)光二極管結溫檢測方法，具有這樣的特征，具有以下步驟:利用計算機控制電源輸出正弦交流電壓，形成可編程脈沖電流源表；將溫度計與置于恒溫箱內(nèi)的傳感器相連，用于顯示所述恒溫箱的溫度，所述恒溫箱內(nèi)的溫度可調(diào)節(jié)；放置被測的交流發(fā)光二極管在起始溫度狀態(tài)下的所述恒溫箱中，利用所述溫度計監(jiān)控并記錄恒溫箱的內(nèi)部溫度，穩(wěn)定一段時間后，當交流發(fā)光二極管的結溫達到與恒溫箱的溫度相同時，接通可編程脈沖電流源表與交流發(fā)光二極管，給交流發(fā)光二極管供應I個周期的正弦交流電壓，并且由計算機檢測記錄下交流發(fā)光二極管起始溫度狀態(tài)下的電流值，將交流發(fā)光二極管開啟工作時所對應的電流作為閾值電流，將交流發(fā)光二極管的所述閾值電流所對應的開啟工作時的電壓作為閾值電壓，根據(jù)電流值的變化曲線獲取交流發(fā)光二級管的所述閾值電壓；調(diào)節(jié)恒溫箱的溫度，從起始溫度狀態(tài)下開始以10°c -15°C的溫度間隔逐步增長，最高溫度不能超過交流發(fā)光二極管最高允許工作溫度，在每個溫度狀態(tài)下穩(wěn)定一段時間后，當交流發(fā)光二極管的結溫達到與恒溫箱的溫度相同時，給交流發(fā)光二極管供應相同的上述I個周期的正弦交流電壓，并且由計算機檢測記錄下每個溫度狀態(tài)下交流發(fā)光二極管的電流值，根據(jù)各個溫度下電流值的變化曲線和正弦交流電壓曲線，分別獲取與開啟工作電流閾值對應的每個溫度狀態(tài)下交流發(fā)光二極管的所述閾值電壓；根據(jù)各個溫度下獲取的交流發(fā)光二極管的所述閾值電壓，擬合出交流發(fā)光二極管的所述閾值電壓與溫度的對應關系線；取出恒溫箱中交流發(fā)光二極管，交流發(fā)光二級管的溫度恢復到室溫后，給交流發(fā)光二極管供應持續(xù)的正弦交流電壓，并且由計算機檢測記錄下室溫狀態(tài)下交流發(fā)光二極管正常工作時的電流值，根據(jù)正常工作時的電流值的變化曲線獲取室溫狀態(tài)下交流發(fā)光二極管的所述閾值電壓；根據(jù)交流發(fā)光二極管的工作峰值電流與溫度的對應關系線，獲得與交流發(fā)光二極管穩(wěn)定正常工作時的所述閾值電壓相對應的溫度，即得在持續(xù)的正弦交流電壓下交流發(fā)光二極管的穩(wěn)定正常工作時的結溫，其中，所述可編程脈沖電流源表與所述計算機連接，用于供應一個周期或者連續(xù)的正弦交流電壓、獲取各個溫度下交流發(fā)光二極管的電流值變化、所述閾值電流以及對應的各個所述閾值電壓來繪制溫度與所述閾值電壓的關系線。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的效果在于:本發(fā)明提供的基于閾值電壓交流發(fā)光二極管結溫檢測方法針對的是交流發(fā)光二極管并且所獲得結溫數(shù)據(jù)結果準確，很好的解決了已有技術無法針對交流狀態(tài)下工作的發(fā)光二極管的結溫檢測的缺陷。將交流發(fā)光二極管的開啟工作時的電流作為閾值電流，將交流發(fā)光二極管與上述閾值電流所對應的開啟工作時的電壓作為閾值電壓，當被測二極管確定時，開啟工作的閾值電流也確定了，本發(fā)明提出了采用不同溫度下開啟工作時的閾值電壓來檢測結溫，因為開啟工作時的閾值電壓受溫度的變化影響大，對應關系明顯、穩(wěn)定性好。并且閾值電壓的對應選擇時期是交流發(fā)光二極管剛剛開啟時期，避開了由于交流發(fā)光二極管已經(jīng)處于工作狀態(tài)下而產(chǎn)生熱量從而影響檢測結果的可能。而在日常生活中普遍使用交流電，與已有技術相比，本發(fā)明提供的交流發(fā)光二極管結溫檢測方法實用性更強、普遍性更強。


圖1是本發(fā)明中實施例中I個周期的正弦交流電壓及交流發(fā)光二級管在40°C溫度條件下工作的電流值的變化曲線圖；圖2是本發(fā)明中實施例中各個溫度下交流發(fā)光二極管開啟工作的各個閾值電壓獲取圖；圖3是本發(fā)明中實施例中交流發(fā)光二極管閾值電壓與溫度的變化關系圖4是本發(fā)明中實施例中正常穩(wěn)定工作常溫狀態(tài)下閾值電壓為88.41v時交流發(fā)光二極管的結溫獲取圖。具體實施案例下面結合具體實施例和附圖對本發(fā)明進一步說明。實施例:檢測一只閾值電流參考為ImA的交流發(fā)光二極管的結溫，該待測的交流發(fā)光二極管在室溫條件下的工作電壓為IlOV ；圖1是本發(fā)明中實施例中I個周期的正弦交流電壓及交流發(fā)光二級管在40°C溫度條件下工作的電流值的變化曲線圖，本實施例中提供的檢測方法中硬件部分包含:計算機、吉時利儀器KeithleySMU2636A、恒溫箱、傳感器以及溫度計；在計算機的控制下使電源輸出正弦交流電壓，形成可編程脈沖電流源表，針對IlOV正弦交流電壓的變化特征編寫程序，采用吉時利儀器Keithley SMU2636A模擬輸出I個周期的50Hz，IlOV正弦交流電壓；該正弦交流電壓的I個周期時間T=20ms，最大電壓值為110v，如圖1中所示的交流電壓AC Source的變化曲線I ;將溫度計與置于恒溫箱內(nèi)的傳感器相連，該溫度計用于顯示恒溫箱內(nèi)部溫度，上述恒溫箱的內(nèi)部溫度是可以調(diào)節(jié)的；將待測的交流發(fā)光二極管放置于恒溫箱內(nèi)，調(diào)節(jié)恒溫箱的初始溫度為40°C，用溫度計監(jiān)控并記錄恒溫箱內(nèi)部環(huán)境的溫度，穩(wěn)定一段時間后，即當交流發(fā)光二極管的結溫與恒溫箱的溫度相同都為40°C時，接通吉時利儀器Keithley SMU2636A給交流發(fā)光二極管供應與上述相同的I個周期的50Hz，IlOV正弦交流電壓，并且由計算機檢測記錄下交流發(fā)光二極管40°C下的電流值，如圖1中所示，交流發(fā)光二極管開啟工作，根據(jù)電流值的變化曲線2可獲取的40°C時開啟工作時的閾值電流3，參考為1mA，根據(jù)正弦交流電壓曲線獲得對應的40°C開啟工作的閾值電壓4為94.7v ；圖2是本發(fā)明中實施例中各個溫度下交流發(fā)光二極管的電流與電壓的變化關系圖；調(diào)節(jié)恒溫箱的溫度，從40°C開始以10°C的間隔逐步增長至100°C，S卩、分別調(diào)節(jié)恒溫箱的溫度為40°C、50 V、60°C、70 V、80°C、90°C以及100°C，在每個溫度狀態(tài)下穩(wěn)定一段時間，當交流發(fā)光二極管的結溫到與各個恒溫箱的溫度相同時，接通吉時利儀器KeithleySMU2636A給交流發(fā)光二極管供應與上述相同的I個周期的50Hz，IlOV正弦交流電壓，并且由計算機分別檢測記錄下交流發(fā)光二極管50 V、60°C、70 V、80°C、90°C以及100°C下的電流值，根據(jù)40°C溫度狀態(tài)下電流與電壓變化曲線5、50°C溫度狀態(tài)下電流與電壓變化曲線
6、60°C溫度狀態(tài)下電流與電壓變化曲線7、70°C溫度狀態(tài)下電流與電壓變化曲線8、80°C溫度狀態(tài)下電流與電壓變化曲線9、90°C溫度狀態(tài)下電流與電壓變化曲線10以及100°C溫度狀態(tài)下電流與電壓變化曲線11，開啟工作時的閾值電流3都參考為ImA時，不同溫度下分別獲取到交流發(fā)光二極管對應的閾值電壓，即、如圖2中所示的40°C閾值電壓4為94.7V，50°C閾值電壓12為93.6V，60°C閾值電壓13為92.5V，70°C閾值電壓14為91.4V ,80°C閾值電壓15為90.3V，90°C閾值電壓16為89.2V，100°C閾值電壓17為88.1V ；圖3是本發(fā)明中實施例中交流發(fā)光二極管閾值電壓與溫度的變化關系如圖3所示，根據(jù)40°C閾值電壓4、50°C閾值電壓12、60°C閾值電壓13、70°C閾值電壓14、80°C閾值電壓15、90°C閾值電壓16以及100°C閾值電壓17與溫度的對應關系，擬合繪制出交流發(fā)光二極管的閾值電壓與溫度的對應關系線18，可得到關系方程式T=-9.09V+900.91，即、如圖3中所示的對應關系線18 ；圖4是本發(fā)明中實施例中正常穩(wěn)定工作常溫狀態(tài)下閾值電壓為88.41ν時交流發(fā)光二極管的結溫獲取圖，從恒溫箱中取出交流發(fā)光二極管，待交流發(fā)光二級管的溫度恢復到室溫后，給交流發(fā)光二極管供應持續(xù)的正弦交流電壓，并且由計算機檢測記錄下室溫狀態(tài)下交流發(fā)光二極管正常工作時的電流值，根據(jù)正常工作時的電流值的變化曲線和正弦交流電壓的曲線，獲取室溫狀態(tài)下交流發(fā)光二極管常溫狀態(tài)下正常工作的閾值電壓為88.41ν ；如圖4所示，根據(jù)交流發(fā)光二極管的閾值電壓與溫度的對應關系線18，得到與交流發(fā)光二極管正常穩(wěn)定工作常溫狀態(tài)下閾值電壓19為88.41ν相對應的溫度，即、得到室溫狀態(tài)下被輸入持續(xù)的正弦交流電壓的交流發(fā)光二極管的結溫20為97.32°C，如圖4中所示的結溫20。另外，在本發(fā)明提供的方法中可編程脈沖電流源表由計算機控制，針對工作電壓為110v、開啟工作的閾值電流為ImA的交流發(fā)光二極管可編寫對應的程序以輸出對應的正弦交流電壓源，同時各個溫度下電流電壓的變化曲線也可以通過該可編程脈沖電流源表獲取，根據(jù)變化曲線由計算機獲取得到各個溫度下的閾值電壓再來繪制結溫與閾值電壓的關系線，數(shù)據(jù)結果精確性高。發(fā)明的作用與效果綜上所述，本發(fā)明的作用和效果在于:本發(fā)明提供的基于閾值電壓交流發(fā)光二極管結溫檢測方法所獲得結溫數(shù)據(jù)結果準確，很好的解決了已有技術無法針對交流狀態(tài)下工作的發(fā)光二極管的結溫檢測的缺陷。將交流發(fā)光二極管的開啟工作時的電流作為閾值電流，將交流發(fā)光二極管與上述閾值電流所對應的開啟工作時的電壓作為閾值電壓，當被測二極管確定時，開啟工作的閾值電流也確定了，本發(fā)明提出了采用不同溫度下開啟工作時的閾值電壓來檢測結溫，因為開啟工作時的閾值電壓受溫度的變化影響大跨度大，對應關系明顯、穩(wěn)定性好。閾值電壓的對應選擇時期是交流發(fā)光二極管剛剛開啟時期，避開了由于交流發(fā)光二極管已經(jīng)處于工作狀態(tài)下而產(chǎn)生熱量從而影響檢測結果的可能。在日常生活中普遍使用交流電，與已有技術相比，本發(fā)明提供的交流發(fā)光二極管結溫檢測方法實用性更強、普遍性更強。另外，在本發(fā)明提供的方法中可編程脈沖電流源表由計算機控制，可針對不同工作電壓的交流發(fā)光二極管可編寫對應的程序以輸出對應的變化的交流電壓源，同時各個溫度下交流發(fā)光二極管的電流電壓的變化曲線也可以通過該可編程脈沖電流源表獲取，根據(jù)變化曲線由計算機獲取得到各個溫度下的閾值電壓再來繪制結溫與閾值電壓的關系線，克服了人為讀取誤差，數(shù)據(jù)結果精確性高，數(shù)據(jù)重復性高。本發(fā)明提供的基于閾值電壓交流發(fā)光二極管結溫檢測方法的具體實施方案中，忽略閾值電流受溫度而變化的影響，待測的交流發(fā)光二極管的閾值電流值采用1mA，由于不同制造廠商所生產(chǎn)的不同類型交流發(fā)光二極管的開啟工作電流，即、閾值電流均會不同，所以本發(fā)明提供的交流發(fā)光二極管結溫檢測方法中閾值電流的取值不僅局限1mA，閾值電流應盡量靠近交流發(fā)光二極管開啟工作的初始時刻，因為交流發(fā)光二極管工作后結溫會升高，會對函數(shù)對應關系產(chǎn)生影響，從而，在可選擇范圍內(nèi)開啟工作時的閾值電流的取值應盡量小。上述實施方式為本發(fā)明的優(yōu)選案例用于說明本發(fā)明，并不用來限制本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種基于閾值電壓來檢測交流發(fā)光二極管的結溫的基于閾值電壓交流發(fā)光二極管結溫檢測方法，其特征在于，具有以下步驟: 利用計算機控制電源輸出正弦交流電壓，形成可編程脈沖電流源表； 將溫度計與置于恒溫箱內(nèi)的傳感器相連，用于顯示所述恒溫箱的溫度，所述恒溫箱內(nèi)的溫度可調(diào)節(jié)； 放置被測的交流發(fā)光二極管在起始溫度狀態(tài)下的所述恒溫箱中，利用所述溫度計監(jiān)控并記錄恒溫箱的內(nèi)部溫度，穩(wěn)定一段時間后，當交流發(fā)光二極管的結溫達到與恒溫箱的溫度相同時，接通可編程脈沖電流源表與交流發(fā)光二極管，給交流發(fā)光二極管供應I個周期的正弦交流電壓，并且由計算機檢測記錄下交流發(fā)光二極管起始溫度狀態(tài)下的電流值，將交流發(fā)光二極管開啟工作時所對應的電流作為閾值電流，將交流發(fā)光二極管的所述閾值電流所對應的開啟工作時的電壓作為閾值電壓，根據(jù)電流值的變化曲線獲取交流發(fā)光二級管的所述閾值電壓； 調(diào)節(jié)恒溫箱的溫度，從起始溫度狀態(tài)下開始以10°c -15°C的溫度間隔逐步增長，最高溫度不能超過交流發(fā)光二極管最高允許工作溫度，在每個溫度狀態(tài)下穩(wěn)定一段時間后，當交流發(fā)光二極管的結溫達到與恒溫箱的溫度相同時，給交流發(fā)光二極管供應相同的上述I個周期的正弦交流電壓，并且由計算機檢測記錄下每個溫度狀態(tài)下交流發(fā)光二極管的電流值，根據(jù)各個溫度下電流值的變化曲線和正弦交流電壓曲線，分別獲取與開啟工作電流閾值對應的每個溫度狀態(tài)下交流發(fā)光二極管的所述閾值電壓； 根據(jù)各個溫度下獲取的交流發(fā)光二極管的所述閾值電壓，擬合出交流發(fā)光二極管的所述閾值電壓與溫度的對應關系線； 取出恒溫箱中交流發(fā)光二極管，交流發(fā)光二級管的溫度恢復到室溫后，給交流發(fā)光二極管供應持續(xù)的正弦交流電壓，并且由計算機檢測記錄下室溫狀態(tài)下交流發(fā)光二極管正常工作時的電流值，根據(jù)正常工作時的電流值的變化曲線獲取室溫狀態(tài)下交流發(fā)光二極管的所述閾值電壓； 根據(jù)交流發(fā)光二極管的工作峰值電流與溫度的對應關系線，獲得與交流發(fā)光二極管穩(wěn)定正常工作時的所述閾值電壓相對應的溫度，即得在持續(xù)的正弦交流電壓下交流發(fā)光二極管的穩(wěn)定正常工作時的結溫， 其中，所述可編程脈沖電流源表與所述計算機連接，用于供應一個周期或者連續(xù)的正弦交流電壓、獲取各個溫度下交流發(fā)光二極管的電流值變化、所述閾值電流以及對應的各個所述閾值電壓來繪制溫度與所述閾值電壓的關系線。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于閾值電壓交流發(fā)光二極管結溫檢測方法，特征在于形成可編程脈沖電流源表；溫度計與傳感器相連，恒溫箱的溫度可調(diào)節(jié)；起始溫度狀態(tài)下，穩(wěn)定后供應1個周期的正弦交流電壓，記錄下起始溫度下的電流值，開啟工作時所對應的電流作為閾值電流，閾值電流所對應的電壓作為閾值電壓，獲取閾值電壓；調(diào)節(jié)恒溫箱的溫度，從起始溫度狀態(tài)下開始以10℃-15℃間隔增長，供應相同的1個周期的正弦交流電壓，記錄下每個溫度狀態(tài)下閾值電壓；擬合出對應關系線；恢復到室溫后，供應持續(xù)的正弦交流電壓，記錄下室溫狀態(tài)下閾值電壓；根據(jù)對應關系線，獲得正常工作時持續(xù)的正弦交流電壓下的結溫，其中，可編程脈沖電流源表與計算機連接。
文檔編號G01K7/00GK103162852SQ20131009128
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月20日 優(yōu)先權日2013年3月20日
發(fā)明者張大偉, 沈建華, 慎邦威, 許鍵 申請人:上海理工大學