Led器件光功率的预测方法
【专利摘要】本发明公开了一种LED器件光功率的预测方法，包括以下步骤：S1.在恒定结温T0下，根据LED器件光功率随输入电流的变化曲线，测量LED器件的特性参数ki和ko，其中，ki为光功率随输入电流的变化曲线的斜率，ko为变化曲线在光功率上的截距；S2.在恒定输入电流I下，根据LED器件光功率随结温的变化曲线，测量LED器件的特性参数kti和kto，其中，kti和kto满足kt＝-ktilnI-kto，kt为光功率-结温曲线的e指数系数；S3、根据公式Popt＝(kiI+ko)exp[-(ktilnI+kto)(Tj-T0)]，预测LED器件在任何结温Tj和输入电流I下的光功率Popt。本发明考虑了结温和输入电流对光功率的共同影响，可以预测LED器件在任何结温和输入电流下的光功率，并且稳态光功率的预测精度得到了提高，还可以用来预测LED器件的动态光功率。
【专利说明】LED器件光功率的预测方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及L邸器件特性研究【技术领域】，特别是设及一种L邸器件光功率的预测 方法。
【背景技术】
[0002] 随着半导体技术的发展，大功率L邸器件正逐渐应用于住宅、工厂、商场等公共照 明领域。LED有很多优点，例如高效率、高抗震性能、长寿命等等。作为半导体器件的一种， L邸器件的性能也将受到结温温度的影响。注入到L邸器件的电功率将转化为两种能量，一 部分电功率将用于产生可见光，W光功率的形式消耗，另一部分的电功率将W热的形式消 耗，产生的热能将导致高结温温度，该将进而降低L邸器件的光功率，因此L邸器件的光性 能和热性能将是互相影响的。
[0003] 目前，一些文献已经调研了 L邸器件的热、电、光性能之间的相互作用。著名的光 电热理论描述了 L邸系统光通量对结温和电功率的依赖特性，将L邸系统的光度测量特性、 电气特性和热特性联系到了一起，该理论为最优化L邸系统设计提供了方法。
[0004] LED器件的电功率相对光功率的转化效率是评估LED器件性能的重要指标，因此 精确预测和研究L邸器件的光功率是设计具有较高发光强度的L邸器件中的一个中屯、环 节。同时，所预测的光功率可W用来计算L邸器件的热功率，从而预测L邸器件的结温，因 此L邸器件光功率的预测是评价L邸热性能和光性能的一个关键性问题。
[0005] 目前，现有技术中有两种L邸器件光功率的预测方法。第一种方法是通过实验测 量的办法，对L邸光功率随电流的变化进行了测量和建模；第二种方法是通过先测量L邸器 件的能量转换效率，然后再去预测L邸器件的光功率。
[0006] 然而，第一种方法的不足在于，它仅仅对L邸光功率随电流的变化进行了建模，并 没有提出结温对L邸光功率的影响，所W第一种方法提出的模型仅能用于预测L邸光功率 在不同电流下的值，而不能预测L邸光功率在不同结温下的值；第二种方法的不足在于所 建立模型的精确度的不足与适应范围的局限性，第二种方法所建立的模型仅适用于建模时 实验所测量数据的范围内。如果所预测的L邸器件超出其建立模型的工作范围，此方法预 测的LED光功率将不准确。
[0007] 因此，针对上述技术问题，需要提出一种适用于任何工作条件下的L邸器件光功 率的预测方法。
【发明内容】
[000引有鉴于此，为了解决现有的不足，本发明提供了一种L邸器件光功率的预测方法， 既考虑了结温对光功率的影响，也考虑了电流对光功率的影响，并且具有普遍使用性。
[0009] 为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：
[0010] 一种L邸器件光功率的预测方法，所述方法包括W下步骤：
[0011] S1、在恒定结温T。下，根据L邸器件光功率随输入电流的变化曲线，测量L邸器件 的特性参数ki和k。，其中，ki为光功率随输入电流的变化曲线的斜率，k。为变化曲线在光功 率上的截距；
[0012] S2、在恒定输入电流I下，根据L邸器件光功率随结温的变化曲线，测量L邸器件 的特性参数ku和k t。，其中，ku和k t。满足k t= -k uln I-kt。，kt为光功率随结温的变化曲 线的e指数系数；
[0013] S3、根据公式Pwt=化J+k>xp [-化tiln I+kJ化-T。)]，预测LED器件在任何结 温Tj和输入电流I下的光功率P wt。
[0014] 作为本发明的进一步改进，所述步骤S1具体为：
[0015] 在恒定结温T。下，测量不同输入电流下L邸器件的光功率，并用线性函数进行拟 合，得到光功率-输入电流曲线，根据光功率-输入电流曲线得到曲线的斜率k郝曲线在 光功率上的截距k。。
[0016] 作为本发明的进一步改进，所述步骤S2具体为：
[0017] 在恒定输入电流Ii和12下，测量不同结温下L邸器件的光功率，并用指数函数进 行拟合，得到第一光功率-结温曲线和第二光功率-结温曲线，得到第一光功率-结温曲线 和第二光功率-结温曲线的e指数系数分别为kti和k
[001引将Ii、kti和I 2、kt2分别带入k t= -k tiln I-kt。中，计算得到LED器件的特性参数 kti和 k to。
[0019] 作为本发明的进一步改进，所述结温Tj.为动态结温或稳态结温。
[0020] 作为本发明的进一步改进，所述结温Tj.为动态结温，动态结温为：
[0021]
【权利要求】
1. 一种LED器件光功率的预测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 51、 在恒定结温Ttl下，根据LED器件光功率随输入电流的变化曲线，测量LED器件的特 性参数kdPk。，其中，Ici为光功率随输入电流的变化曲线的斜率，k。为变化曲线在光功率上 的截距； 52、 在恒定输入电流I下，根据LED器件光功率随结温的变化曲线，测量LED器件的特 性参数kti和kt。，其中，kti和kt。满足kt=-ktilnl-kt。，kt为光功率-结温曲线的e指数系 数； 53、 根据公式Ptjpt =(kJ+k。)exp[- (ktilnl+kt。）（Tj-Ttl)]，预测LED器件在任何结温 1和 输入电流I下的光功率P_。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤SI具体为： 在恒定结温Ttl下，测量不同输入电流下LED器件的光功率，并用线性函数进行拟合，得 到光功率-输入电流曲线，根据光功率-输入电流曲线得到曲线的斜率kdP曲线在光功率 上的截距k。。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2具体为： 在恒定输入电流IdP12下，测量不同结温下LED器件的光功率，并用指数函数进行拟 合，得到第一光功率-结温曲线和第二光功率-结温曲线，得到第一光功率-结温曲线和第 二光功率-结温曲线的e指数系数分别为ktl和kt2; 将IpkjPI2、1^2分别带入kt=-ktilnl-kt。中，计算得到LED器件的特性参数kti和 kt〇〇
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结温T」为动态结温或稳态结温。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述结温L为动态结温，动态结温为：
其中Pheat为LED器件产生的热功率，C为LED器件热容，R为LED器件热阻，T」为LED器件的结温，T。为LED器件底壳温度。
6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述结温T」为稳态结温，稳态结温为： Tj=RJcPheat+Tc, LED器件在稳态结温下的稳态光功率为：
其中Pteat为LED器件产生的热功率，R为LED器件热阻，T。为LED器件底壳温度。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述恒定结温T^为25°C。
【文档编号】G06F19/00GK104504267SQ201410817584
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月24日 优先权日:2014年12月24日
【发明者】陶雪慧 申请人:苏州大学