專利名稱：高亮度發光二極管壽命測試系統及其方法
技術領域：
本發明涉及一種高亮度發光二極管壽命測試系統及其方法，尤指一種用以測試發 光二極管使用壽命的高亮度發光二極管壽命測試系統及其方法。
背景技術：
發光二極管(LED)具有高亮度、省電及壽命長等優點，而被廣泛地運用在各式燈 具的照明上，例如作為道路照明的用的LED燈具即為其中一例。而發光二極管在發光時會 產生大量熱量，耐熱性較差，通常須借助散熱裝置將所產生的熱量予以帶離，使發光二極管 能在適當的溫度下發光而不致于燒毀。故，溫度對于LED燈具的使用壽命有著顯著的影響， 溫度過高或過低都會降低發光二極管的效能或使發光二極管燒毀，一旦發光二極管燒毀， 對于使用者而言，無疑是種損失，甚至會造成危害。因此，在使用發光二極管之前，使用者必 須知道發光二極管的規格，以及發光二極管在不同溫度下的使用壽命，才能防范未然，將損 失降低。
由于發光二極管在發光時會產生大量熱量，若要準確測試出壽命，就必須控制發 光二極管的溫度，使發光二極管發光時維持一定溫。請參閱圖1，公知的發光二極管測試壽 命方法通常是將發光二極管Ia設置于散熱良好的散熱裝置加上，然后利用一照度計3a量 取發光二極管Ia的照度，進而計算出壽命。該散熱裝置加具有多數個散熱鰭片21a，使發 光二極管Ia發光產生的熱量散發于大氣中，但是此種方法僅能降低溫度。若要在高溫環境 中測試，則必須將發光二極管Ia置于烤箱(圖未示)中加熱，但是此種方法僅能增加溫度， 無法降溫，且容易有對流風產生或發生燒毀的情形，加上無法利用照度計實時于烤箱中量 取發光二極管Ia的照度(照度會隨著時間遞減)，勢必影響測試結果的準確性。
因此，本發明人有感于上述缺點的可改善，乃特潛心研究并配合學理的運用，終于 提出一種設計合理且有效改善上述缺點的本發明。發明內容
鑒于以上的問題，本發明的主要目的為提供一種高亮度發光二極管壽命測試系統 及其方法，可對發光二極管的溫度作實時監控及調整，使發光二極管在發光過程中維持一 定溫環境，且發光二極管可于不同的定溫環境下接受測試，并能實時量取發光二極管的照 度，測試結果較準確。
為了達到上述的目的，本發明是提供一種高亮度發光二極管壽命測試系統，包括 一測試裝置，其包含有一測試模塊、至少一發光二極管及一照度計，該發光二極管設置于該 測試模塊上，該測試模塊的內部相對于該發光二極管設有一感測單元、一加熱單元及一冷 卻單元，該感測單元用以感測該發光二極管的溫度，該加熱單元及該冷卻單元分別用以加 熱及冷卻該發光二極管，該照度計移動地設于該發光二極管的上方，用以量取該些發光二 極管的照度；一計算控制裝置，其分別電性連接于該感測單元、該加熱單元、該冷卻單元及 該照度計，用以讀取該照度計的數值、控制該加熱單元及該冷卻單元，并計算該發光二極管4的參數及壽命；以及一操作端，其接收該發光二極管參數及壽命的數據，并實際測試該發光 二極管的性能，將測試后所得到的結果及需求回饋給該測試裝置。
本發明另提供一種高亮度發光二極管壽命測試方法，其步驟包括
提供一測試裝置，其包含有一測試模塊、至少一發光二極管及一照度計，該發光二 極管設置于該測試模塊上，該照度計移動地設于該發光二極管的上方，該測試模塊的內部 相對于該發光二極管設有一感測單元、一加熱單元及一冷卻單元；
以一定電流啟動該發光二極管發光；
提供一計算控制裝置，讀取該感測單元感測該發光二極管的溫度，并控制該加熱 單元及該冷卻單元，使該發光二極管維持在一定溫環境下；以及
移動照度計至該發光二極管的上方并量取該發光二極管的照度，將量取的照度數 據傳送至該計算控制裝置，待該發光二極管持續發光一段時間后，由該計算控制裝置計算 出該發光二極管的參數及壽命。
本發明具有以下有益的效果
1、測試模塊的內部相對于該發光二極管設有感測單元、加熱單元及冷卻單元，可 對發光二極管的溫度作實時監控及調整，使發光二極管在發光過程中維持一定溫環境。
2、使用者可利用該計算控制裝置對發光二極管作環境的條件設定，控制該加熱單 元升溫或控制冷卻單元降溫，使發光二極管能于不同的定溫環境下接受測試，以提供各種 測試結果作為操作端的參考。
3、該照度計可實時量取發光二極管的照度，并將照度數據傳回至該計算控制裝 置，測試結果較準確。
圖1為公知發光二極管壽命測試裝置的示意圖。
圖2為本發明高亮度發光二極管壽命測試是統的示意圖。
圖3為本發明高亮度發光二極管壽命測試是統的測試裝置的示意圖。
圖4為本發明高亮度發光二極管壽命測試是統多組測試裝置的立體示意圖。
圖5A為本發明高亮度發光二極管壽命測試是統于45°C環境下計算出的照度-時 間曲線圖。
圖5B為本發明高亮度發光二極管壽命測試是統于65°C環境下計算出的照度-時 間曲線圖。
圖5C為本發明高亮度發光二極管壽命測試是統于85°C環境下計算出的照度-時 間曲線圖。
圖6為本發明高亮度發光二極管壽命測試方法的步驟流程圖。
符號說明
Ia發光二極管加散熱裝置
21a散熱鰭片 3a照度計
1測試裝置11測試模塊
111感測單元 1111電源線
112加熱單元 1121電源線
113冷卻單元1131第一插接端
1132第二插接端12發光二極管
121電源線13照度計
14電源供應器15機臺
151容置槽16入水管
17出水管 2計算控制裝置
3操作端具體實施方式
請參閱圖2至圖3，本發明提供一種高亮度發光二極管壽命測試系統，包括有一 測試裝置1、一計算控制裝置2及一操作端3。
該測試裝置1包含有一測試模塊11、至少一發光二極管12、一照度計13及一電源 供應器14。該測試模塊11為散熱良好的金屬座體，發光二極管12設于該測試模塊11上。 該測試模塊11的內部相對于發光二極管12設有一感測單元111、一加熱單元112及一冷卻 單元113。該感測單元111為溫度傳感器，鄰近埋設于發光二極管12的下方，用以感測發 光二極管12的溫度，且感測單元111以電源線1111電性連接于該電源供應器14。在本實 施例中，該加熱單元112為電熱管，以電源線1121電性連接于該電源供應器14。加熱單元 112設于發光二極管12的下方，用以提供熱源，加熱發光二極管12。該冷卻單元113為冷 水管道，位于發光二極管12的下方，冷卻單元113分別連接有一第一插接端1131及一第二 插接端1132，該第一插接端1131連通第二插接端1132，冷水可經由第一插接端1131進入 冷卻單元113，而后由第二插接端1132排出，用以降溫。
請參閱圖4，在本實施例中，提供一具有多數個矩形容置槽151的機臺15，該些容 置槽151以矩陣的方式排列，多數個測試模塊11及發光二極管12設于該機臺15內(如圖 4所示)，進行多組測試。該機臺15的內部設有管道(圖未示)，機臺15的一側設有一入水 管16及一出水管17，該入水管16的一端連接一冷水源(圖未示)，冷水可由入水管16進 入機臺15內，再分別被計算控制裝置2控制流入指定的測試模塊11中的冷卻單元113冷 卻發光二極管12，并將帶有熱量的水由出水管17排出。
值得一提的是，該些發光二極管12為高亮度的發光二極管，具有10瓦的高功率， 在一般正常的環境下，點亮電流大于100微安培(mini-A)可持續發亮6000小時。
該照度計13可以X方向及Y方向自由地于該些發光二極管12上方移動(一般是 利用軌道與移動臂)，用以量取該些發光二極管12的照度，且照度計13電性連接于該計算 控制裝置2 ( —般是利用電線)，用以將量取到的照度數據傳送至計算控制裝置2。
在本實施例中，該計算控制裝置2為一個人計算機(PC)，內建有可供使用者操作 的軟件，使用者可透過該軟件對發光二極管12作環境的條件設定。計算控制裝置2電性連 接加熱單元112及冷卻單元113，藉使控制加熱單元112及冷卻單元113，作升溫、降溫或維 持定溫的動作。該環境的條件設定包括發光二極管12的定溫環境、使用的電壓、使用的電 流及發光時間等設定。在本實施例中，定溫環境分別設定為45°C、65°C、85°C，使用的電壓為 48伏特的高電壓，使用的電流為1安培的定電流，并持續使發光二極管12發光一段時間。
該些發光二極管12在發光的過程中，該感測單元111實時感測發光二極管12的6溫度，并傳回至計算控制裝置2，用以監控。該計算控制裝置2控制加熱單元112及冷卻單 元113運作，可改變發光二極管12的定溫環境，并使發光二極管12在發光時維持該定溫環 境。同時，該照度計1
3量取發光二極管12的照度，并將數據傳回至計算控制裝置2，待發光二極管12 持續發光一段時間后，由該計算控制裝置2依照發光二極管12照度的衰減程度，計算出「照 度-時間」曲線圖，即代表發光二極管12的壽命測試結果(如圖5A至圖5C，發光二極管12 分別于不同的定溫環境下接受測試)，并顯示于計算控制裝置2的屏幕上。另外，計算控制 裝置2也可于此次測試中計算出發光二極管12的參數數值，例如散熱系數、溫度敏感系數 (k-factor)及熱阻系數。
該操作端3接收發光二極管12參數及壽命的數據，以供參考。在本實施例中，該 操作端3為客戶使用端，操作端3實際于不同環境下測試發光二極管12的性能，例如于寒 冷的環境中或酷熱的環境中測試，并將測試后所得到的結果及實際使用的需求回饋給該測 試裝置1，以作進一步的修正及改良。
請參閱圖6，本發明另提供一種高亮度發光二極管壽命測試方法，其步驟包括
S801 提供一測試裝置1。其中該測試裝置1包含有一測試模塊11、至少一發光二 極管12、一照度計13及一電源供應器14，該測試模塊11、發光二極管12、照度計13及電源 供應器14的結構大致與上述說明相同，在此本發明不再贅述。
S803 以一定電流啟動發光二極管12發光。
S805 提供一計算控制裝置2，讀取該感測單元111感測發光二極管12的溫度，并 控制該加熱單元112及冷卻單元113，使發光二極管12維持在一定溫環境(如45°C、65°C 或85°C)下發光。該計算控制裝置2的結構大致與上述說明相同，在此本發明不再贅述。 使用者于此步驟中可利用內建于計算控制裝置2中的軟件對發光二極管12作環境的條件 設定，該環境的條件設定與上述說明大致相同。
S807 移動照度計13至發光二極管12的上方并量取發光二極管12的照度，將量 取的照度數據傳送至該計算控制裝置2，待發光二極管1
2持續發光一段時間后，由該計算控制裝置2計算出發光二極管12的參數及壽命 等測試結果，并將測試結果顯示于計算控制裝置2的屏幕上。該參數如散熱系數、溫度敏感 系數(k-factor)及熱阻系數；壽命如圖5A至圖5C所示，與上述說明大致相同，在此本發明 不再贅述。
本發明高亮度發光二極管壽命測試系統及其方法，具有下列優點
1、該測試模塊11的內部相對于該發光二極管12設有感測單元11
1、加熱單元112及冷卻單元113，可對發光二極管12的溫度作實時監控及調整，使 發光二極管12在發光過程中維持一定溫環境。
2、使用者可利用于計算控制裝置2中的軟件對發光二極管12作環境的條件設定， 控制加熱單元112升溫或控制冷卻單元113降溫，使發光二極管12能于不同的定溫環境 (如45°C、65°C或85°C )下接受測試，以提供各種測試結果作為操作端3的參考。
3、照度計13可實時量取發光二極管12的照度，并將照度數據傳回至計算控制裝 置2，測試結果較準確。
以上所述，僅為本發明其中的較佳實施例而已，并非用來限定本發明的實施范圍，7即凡依本發明權利要求范圍內所做的均等變化與修飾，都為本發明保護范圍所涵蓋。
權利要求
1.一種高亮度發光二極管壽命測試系統，其特征在于，包括一測試裝置，其包含有一測試模塊、至少一發光二極管及一照度計，該發光二極管設置 于該測試模塊上，該測試模塊的內部相對于該發光二極管設有一感測單元、一加熱單元及 一冷卻單元，該感測單元用以感測該發光二極管的溫度，該加熱單元及該冷卻單元分別用 以加熱及冷卻該發光二極管，該照度計移動地設于該發光二極管的上方，用以量取該些發 光二極管的照度；一計算控制裝置，其分別電性連接于該感測單元、該加熱單元、該冷卻單元及該照度 計，用以讀取該照度計的數值、控制該加熱單元及該冷卻單元，并計算該發光二極管的參數 及壽命；以及一操作端，其接收該發光二極管參數及壽命的數據，并實際測試該發光二極管的性能， 將測試后所得到的結果及需求回饋給該測試裝置。
2.根據權利要求1所述的高亮度發光二極管壽命測試系統，其特征在于，該發光二極 管、該感測單元及該加熱單元分別電性連接于一電源供應器，該電源供應器用以提供該發 光二極管、該感測單元及該加熱單元所需的電流及電壓。
3.根據權利要求1所述的高亮度發光二極管壽命測試系統，其特征在于，該計算控制 裝置控制該加熱單元及該冷卻單元，使該發光二極管持續于一定溫環境下發光。
4.根據權利要求3所述的高亮度發光二極管壽命測試系統，其特征在于，該定溫環境 為 45°C、65°C或 85°C。
5.根據權利要求1所述的高亮度發光二極管壽命測試系統，其特征在于，該發光二極 管的參數包含有散熱系數、溫度敏感系數及熱阻系數。
6.根據權利要求1所述的高亮度發光二極管壽命測試系統，其特征在于，該冷卻單元 分別連接有一第一插接端及一第二插接端，該第一插接端管連通該第二插接端。
7.根據權利要求1所述的高亮度發光二極管壽命測試系統，其特征在于，該操作端為 客戶使用端。
8.根據權利要求1所述的高亮度發光二極管壽命測試系統，其特征在于，該照度計以X 方向及Y方向自由移動地設于該些發光二極管的上方。
9.一種高亮度發光二極管壽命測試方法，其特征在于，步驟包括提供一測試裝置，其包含有一測試模塊、至少一發光二極管及一照度計，該發光二極管 設置于該測試模塊上，該照度計移動地設于該發光二極管的上方，該測試模塊的內部相對 于該發光二極管設有一感測單元、一加熱單元及一冷卻單元；以一定電流啟動該發光二極管發光；提供一計算控制裝置，讀取該感測單元感測該發光二極管的溫度，并控制該加熱單元 及該冷卻單元，使該發光二極管維持在一定溫環境下；以及移動照度計至該發光二極管的上方并量取該發光二極管的照度，將量取的照度數據傳 送至該計算控制裝置，待該發光二極管持續發光一段時間后，由該計算控制裝置計算出該 發光二極管的參數及壽命。
10.根據權利要求9所述的高亮度發光二極管壽命測試方法，其特征在于，該計算控制 裝置控制該加熱單元及該冷卻單元是利用軟件作環境的條件設定，并依據該照度計所量取 的照度計算出該發光二極管的參數及壽命。
11.根據權利要求10所述的高亮度發光二極管壽命測試方法，其特征在于，該環境的 條件設定包括定溫環境、電壓、電流及發光時間的設定。
全文摘要
一種高亮度發光二極管壽命測試系統，包括一測試裝置、一計算控制裝置及一操作端，該測試裝置包含有一測試模塊、至少一發光二極管及一照度計，該發光二極管設置于測試模塊上，該測試模塊的內部相對于發光二極管設有一感測單元、一加熱單元及一冷卻單元，該照度計移動地設于該發光二極管的上方，該計算控制裝置分別電性連接于該感測單元、加熱單元、冷卻單元及照度計，該操作端接收該發光二極管參數及壽命的數據，并實際測試發光二極管的性能，將測試后所得到的結果及需求回饋給該測試裝置；藉此，發光二極管在發光過程中可維持一定溫環境，且發光二極管可于不同的定溫環境下接受測試，從而降低損失，減小成本。
文檔編號G01R31/26GK102033192SQ20091017506
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月27日 優先權日2009年9月27日
發明者涂程詠 申請人:宜準科技股份有限公司