大功率LED结温的非接触测量技术研究

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大功率LED凭借着其优良的性能在照明领域中应用的越为广泛，尤其是近年来国家对半导体照明行业的扶持，使得大功率LED迎来了飞速发展时期。于此同时，市场和社会对于LED功率的需求日渐增大，但伴随着功率增加其出现的散热问题也愈加严重，LED产品的性能和寿命受到严峻考验，其电热特性检测和LED结温测量成为了一个急需解决的难题。
　　本课题就是以解决大功率LED结温的非接触测量问题入手研究，通过分析和研究大功率LED灯具的电热特性，了解了大功率LED灯具的内部结构和散热途径。并针对非接触式红外测温技术进行研究分析，在分析研究已存在的诸多测量大功率LED结温的方法，为后续结温测量模型的建立奠定了理论基础。
　　本文就目前现有测量LED结温方案，对于封装完好的大功率LED灯具不能直接测量其内部结温，提出了一种基于非接触的LED结温的测量模型。该测结温模型主要包含两部分：LED结温与外表面温度对应关系的数学描述和红外测温校正算法。首先，研究分析了不同类型的大功率LED芯片的热阻、热辐射和温度场数学模型，并给出了对LED灯具组件温度场的有限元解法。同时利用ANSYS对LED进行了建模仿真，通过分析其温度场的变化规律，给出了LED结温与外表面温度对应关系数学描述。
　　其次，分别利用正向电压法和红外热成像法对大功率LED灯珠和大功率集成LED灯具组件进行了温度采集实验，通过对大量实验数据的分析，给出了一种利用红外热成像法更为准确测温的校正算法。
　　最后，结合LED结温与外表面温度对应关系的公式和红外测温红外校正算法，构成了一种基于非接触的LED结温测量模型。将模型应用在1WLED灯珠和100W的葵花型散热器LED，验证分析该模型的可行性和可靠性。并对测结温模型进行误差分析，其误差率不超过3％，相比于峰值波长法和蓝白比法，适用性更强，精度更高。

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作者
魏树辉;
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作者单位

哈尔滨理工大学;

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授予单位哈尔滨理工大学;
学科控制工程
授予学位硕士
导师姓名薛萍;
年度 2016
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TN312.8;
关键词
发光二极管; 结温; 电热特性; 非接触测量;

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