LED照明产品的热测试（一）

888888

1 测温仪器

温度测量是电子产品热测试的最主要内容，温度测量准确便捷十分重要。

通常温度测试仪分为接触式和非接触式两大类，前者感温元件（传感器）与被测介质直接接触，如热电偶等；后者感温元件不与被测介质接触，如热像仪等。

1.1 热电偶

利用热电效应测量温度的传感器叫做热电偶，使用热电偶要注意：

a. 注意选择合适的类型：不同类型热电偶正负极的材料不同，热电势特性不同，使用范围也不同。由于LED照明产品内最高温度一般在100℃左右，可以选用低温型的热电偶如T型或K型热电偶。

T型热电偶又称铜-康铜热电偶，也是一种测量低温的廉金属热电偶，其测量温区为-200～350℃。 T型热电偶在低温时稳定而且精度高，但其正极铜在高温下抗氧化性能差，故使用温度上限受到限制。

K型热电偶即镍铬-镍硅热电偶，是目前用量最大的廉金属热电偶，其使用温度为-200～1300℃。并且K型热电偶抗氧化性能强，能用于氧化性惰性气氛中。

b. 热电偶的测温端：热电偶的测温端（也叫热端）一般采用热电偶焊接机点焊形成，个别情况为了省事简单地将热电偶的两根线拧在一起形成接触，这时热电偶的热端两根热电偶线会存在不止一个接触点，而测温仪表显示的是离热电偶参考端（也叫冷端）最近的接触点的温度。该接触点不一定是热电偶与热源的接触点，所以会产生一定的测温偏差。

1.2 热像仪

红外线是波长为760nm（纳米）~1mm（毫米）之间的电磁波。所有温度在绝对零度（-273℃）以上的物体，都会不停地发出热红外线。

2000K以下的物体热辐射的波长位于0.38～100微米之间，且大部分位于红外区段的0.76～20微米范围内，利用这部分热辐射测量温度的方式称为红外测温。

热像仪（Thermal Imaging Infrared Cameras），也叫红外成像仪、红外测温仪、或者红外探测器。热像仪就是根据红外测温原理，利用光学器件将场景中的物体发出的红外能量聚焦在红外探测器上，然后将来自于每个探测器元件的红外数据转换成标准的视频格式，在标准的视频监视器上显示出来，或记录在录像带上的仪器。

热像仪使用时需要注意的两点：

a. 一定要了解被测物体表面的发射率，因为热像仪测量温度时需要设定被测物体表面的发射率。对于被测物体包含表面发射率不同的多种元器件时，热像仪的表面发射率可以设置成最关注的元器件表面的发射率，或者大多数元器件的表面发射率。

b. 被测物体表面一定要裸露，不能被其它物体遮盖。例如，如果测试电脑机箱内主板上的温度分布，成像时机箱盖一定要打开，并且要尽快进行测试，否则机箱内温度场因为机箱盖被拿掉而发生了很大的变化，造成测量结果与实际温度的偏差。

2 T3Ster热瞬态测试仪

T3Ster —the Thermal Transient Tester：热瞬态测试仪，是MicReD研发制造的用于半导体器件的先进热测试仪，基于JEDEC “静态测试方法”（JESD51-1），实时采集器件瞬态温度响应曲线的仪器，用于测试IC、LED、散热器、热管等器件的热特性。

T3Ster根据JEDEC静态测量法原理，通过改变器件的输入功率，使器件温度发生变化，在达到热平衡之前，以1us的高速采样率实时记录温度随着时间的瞬态响应曲线，并将瞬态响应转换为结构函数的形式，用于分析器件热流传导路径上的各层结构，得到各层的局部热阻（包括接触热阻等）。

3 LED照明产品热测试的目的

LED照明产品热测试的目的主要包括：

（1）了解产品热特性，验证产品散热系统的性能；

（2）测量关键点温度，找到最大热阻环节，优化及改善散热设计；

        LED照明产品热阻网络如图2a和图2b所示，其中的每一个温度点和热阻的大小对于产品的散热设计都有一定的参考意义。由于涉及到的温度点往往较多，测试时可以采用分段测试的方法进行。即先分为几大段，测量两端温度，计算大段的热阻。然后再对热阻较大的大段细分成小段进行两端的温度测量和热阻计算。以此类推，主要目的就是找到热阻比较大的环节，以便针对该环节改进散热设计。

（3）积累LED产品热设计数据及经验，为新产品的设计提供参考。

4 LED照明产品热测试的特点

（1）LED照明产品多采用自然对流冷却方式，对于自然对流冷却的LED照明产品，辐射传热量所占比例较大，由于辐射传热受环境温度的影响，所以，测试时需要注意环境温度对测试结果的影响。

（2）对于自然对流冷却的LED照明产品，环境风速是影响测试准确度的最大因素，所以LED照明产品的热测试最好在自然对流测试箱中进行。

（3）LED照明产品种类繁多，使用场合及安装方式多样，测试条件要尽量覆盖所有的使用条件，或者至少包含最恶劣的使用条件。