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Led電性參數(shù)測(cè)量裝置的制作方法

文檔序號(hào):5851873閱讀:213來源:國知局
專利名稱:Led電性參數(shù)測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及電測(cè)量領(lǐng)域,尤其涉及一種LED電性參數(shù)測(cè)量裝置。
背景技術(shù)
在LED的生產(chǎn)及應(yīng)用中,常常需要測(cè)量LED的峰值波長(zhǎng)、色品坐標(biāo)xy(白光LED)、 正向電壓以及反向漏電流等光電參數(shù),尤其是在對(duì)LED的顏色以及電性的一致性要求很高 的應(yīng)用場(chǎng)合,如大屏幕顯示、LED照明光源等領(lǐng)域。但是由于半導(dǎo)體芯片及生產(chǎn)工藝的限制, 使得目前生產(chǎn)出來LED(尤其是白光LED)存在光色、電性參數(shù)分布不均勻等問題,因此快 速、準(zhǔn)確的測(cè)量其光色電參數(shù),然后根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分類已成為L(zhǎng)ED生產(chǎn)中重要的環(huán)節(jié)。 隨著近年來LED產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,投產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大,對(duì)高精度快速的LED光電參數(shù)測(cè)量?jī)x 的需求也在迅速增長(zhǎng)中,但目前我國生產(chǎn)該類儀器的廠家并不多,主要依賴于進(jìn)口 ,其成本 高,不利于行業(yè)的發(fā)展。 如圖1所示,現(xiàn)有的LED光電參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)包括由光強(qiáng)檢測(cè)器、光纖光譜儀、ADC電 路和UEB接口組成的LED光學(xué)參數(shù)檢測(cè)裝置和由電流源、IEEE/USB轉(zhuǎn)換器和USB接口組成 的LED電性參數(shù)檢測(cè)裝置,而該系統(tǒng)通常通過電流源檢測(cè)單個(gè)LED的光電參數(shù),而無法進(jìn)行 多個(gè)LED混光的光電參數(shù)檢測(cè)。此外,無法進(jìn)行供電電流可高速切換和高精度和高速度的 電性參數(shù)測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)無法進(jìn)行多個(gè)LED混光的光電參數(shù)檢測(cè),無法進(jìn)行 供電電流可高速切換和高精度和高速度的電性參數(shù)測(cè)量。 本實(shí)施實(shí)用新型例提供一種LED電性參數(shù)測(cè)量裝置,該裝置包括中央控制單元、 總線接口單元、第一電流通道測(cè)控單元、第二電流通道測(cè)控單元、第三電流通道測(cè)控單元、 USB接口單元和電源單元,所述中央控制單元通過所述總線接口單元與所述第一 電流通道 測(cè)控單元、第二電流通道測(cè)控單元和第三電流通道測(cè)控單元連接并發(fā)出測(cè)量控制信號(hào)啟動(dòng) 第一電流通道測(cè)控單元、第二電流通道測(cè)控單元和/或第三電流通道測(cè)控單元對(duì)LED進(jìn)行 電性參數(shù)測(cè)量,所述中央控制單元通過所述USB接口單元與計(jì)算機(jī)連接并通信,所述電源 裝置通過所述總線接口單元與所述第一 電流通道測(cè)控單元、第二電流通道測(cè)控單元和第三 電流通道測(cè)控單元連接并提供電能。 本實(shí)用新型實(shí)施例通過采用總線接口和三個(gè)電流通道測(cè)控單元可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)LED 混光的光電參數(shù)檢測(cè)、供電電流可高速切換和高精度和高速度的電性參數(shù)測(cè)量。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使 用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例,對(duì)于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中LED光電參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖; 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的LED電性參數(shù)測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖; 圖3為本發(fā)明實(shí)施例的中央控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖; 圖4為本發(fā)明實(shí)施例的電流通道測(cè)控單元的結(jié)構(gòu)示意圖; 圖5為本發(fā)明實(shí)施例的高速切換模塊原理圖; 圖6為本發(fā)明實(shí)施例的單片機(jī)控制模塊原理圖; 圖7為本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)量模塊原理圖; 圖8為本發(fā)明實(shí)施例的高精度電流輸出控制模塊原理圖; 圖9為本發(fā)明實(shí)施例的極性判斷模塊原理圖。
具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖,對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例,而不是全部的 實(shí)施例?;诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下 所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。 如圖2所示為根據(jù)本實(shí)用新型的LED電性參數(shù)測(cè)量裝置,它通過USB接口和相應(yīng) 通訊協(xié)議與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接。該裝置包括中央控制單元210、總線接口單元220、第一電流 通道測(cè)控單元231、第二電流通道測(cè)控單元232、第三電流通道測(cè)控單元233、 USB接口單元 240和電源單元250。中央控制單元210通過總線接口單元220與第一電流通道測(cè)控單元 231、第二電流通道測(cè)控單元232和第三電流通道測(cè)控單元233連接并發(fā)出測(cè)量控制信號(hào)啟 動(dòng)第一電流通道測(cè)控單元231、第二電流通道測(cè)控單元232和/或第三電流通道測(cè)控單元 233對(duì)LED進(jìn)行電性參數(shù)測(cè)量,此外還通過USB接口單元240與計(jì)算機(jī)連接并通信。電源 單元250通過總線接口單元220與第一電流通道測(cè)控單元231、第二電流通道測(cè)控單元232 和第三電流通道測(cè)控單元233連接并提供電能。 如圖3所示為中央控制單元210的接口示意圖。中央控制單元210包括微處理器 模塊211、USB接口模塊212和存儲(chǔ)模塊213,USB接口模塊212和存儲(chǔ)模塊213與微處理器 模塊211連接。微處理器模塊211采用TI儀器公司的TMS320F2812為主控芯片,內(nèi)部運(yùn)行 速度可以達(dá)到150MHz,內(nèi)部處理器采用32bit工作模式,10 口豐富,極大地提高了本系統(tǒng)的 性能。USB接口單元212采用FTB245M為核心控制芯片,此芯片將USB協(xié)議固化,使用戶不 必關(guān)注USB協(xié)議的細(xì)節(jié)即可很方便的使用,充分利用USB通訊高速、連接方便的特點(diǎn),降低 了系統(tǒng)韌件編程的復(fù)雜度,提升了產(chǎn)品的檔次。存儲(chǔ)模塊213以24C16為核心,可以實(shí)時(shí)地 將系統(tǒng)的校正參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ),掉電不丟失,接口編程簡(jiǎn)單,易于使用。 總線接口單元220由一條26芯扁平電纜實(shí)現(xiàn),它將裝置各部件掛接在一起,使得 裝置組建容易,部件與部件之間通過總線式連接,提高系統(tǒng)的可靠性,穩(wěn)定性。總線采用目 前流行的串行總線結(jié)構(gòu),主要由四根接口線組成,分別為/CS、 SDI、 SDO、 SCLK, /CS信號(hào)線為 選擇線,選中某個(gè)電流通道后,此通道即受控于中央控制單元210,此時(shí)中央控制單元210 就可以通過SDI、SDO、SCLK與此電流通道通訊,完成參數(shù)設(shè)置、待測(cè)LED極性判斷、電流輸出 切換控制、正向電壓、反向漏電流的測(cè)量等工作。
4[0021] 電源單元250由較高品質(zhì)的NED-35B組成,它將交流輸入電壓220V或者IIOV轉(zhuǎn) 化為內(nèi)部各線路板需要的直流24V和5V電壓,是整個(gè)裝置的電能供應(yīng)核心。 第一電流通道測(cè)控單元231、第二電流通道測(cè)控單元232、第三電流通道測(cè)控單元 233硬件結(jié)構(gòu)和韌件設(shè)置均相同,只是通過板載跳線器不同的跳線來區(qū)分不同的通道。各電 流通道測(cè)控單元在中央控制單元的控制下,完成對(duì)接至本通道的待測(cè)LED電性參數(shù)測(cè)量, 包括供正向電流測(cè)量正向電壓,供反向電壓測(cè)量反向漏電流和在某些場(chǎng)合還需要將三個(gè)通 道同時(shí)供正向電流,以對(duì)三顆LED進(jìn)行混色測(cè)量白光的光學(xué)參數(shù)。在此僅參照?qǐng)D4針對(duì)一個(gè) 電流通道測(cè)控單元進(jìn)行詳細(xì)說明。電流通道測(cè)控單元包括單片機(jī)控制模塊401 (具體電路 圖如圖6所示)、電流輸出控制模塊402 (具體電路圖如圖8所示)、測(cè)量模塊403 (具體電路 圖如圖7所示)、高速切換模塊404(具體電路圖如圖5所示)、極性判斷模塊405(具體電 路圖如圖9所示)、通道選擇模塊406和電壓轉(zhuǎn)換模塊407。單片機(jī)控制模塊401與電流輸 出控制模塊402、測(cè)量模塊403、高速切換模塊404、極性判斷模塊405和通道選擇模塊406 連接并發(fā)送各模塊的啟動(dòng)和控制信號(hào)。電壓轉(zhuǎn)換模塊407與測(cè)量模塊403和高速切換模塊 404連接并提供對(duì)應(yīng)的電能。其中,單片機(jī)控制模塊401采用Atmel公司的AVR系列單片機(jī) Atmega8L,采用單周期工作模式,指令速度快,23個(gè)可編程10 口,8K自帶Flash存儲(chǔ)器,內(nèi) 帶晶振和復(fù)位電路,使用時(shí)將韌件固化在單片內(nèi)部Flash里,容量滿足本儀器的功能需要。 電流輸出控制模塊402采用了高精度電流調(diào)整模塊FL500, FL500根據(jù)設(shè)定端口的電壓來 調(diào)整它的電流輸出,電流穩(wěn)定度極高,溫漂系數(shù)極小,單片機(jī)控制模塊401通過控制DAC芯 片DA8543的輸出電壓,間接控制FL500的電流輸出,從而使得系統(tǒng)能夠輸出較高穩(wěn)定度的 正向電流。測(cè)量模塊403包括儀表放大器INA121和AD轉(zhuǎn)換器AD7655,儀表放大器INA121 將差分輸入的正向電壓、反向漏電流,再經(jīng)過一級(jí)倍率放大后進(jìn)入AD轉(zhuǎn)換器AD7655,單片 機(jī)控制模塊401通過和AD7655通訊即可實(shí)時(shí)讀出正向電壓和反向漏電流的實(shí)測(cè)值,經(jīng)過系 數(shù)校正后上傳給中央控制單元。高速切換模塊404采用大電流、開同時(shí)內(nèi)阻小、開關(guān)高速度 的PhotoMos Relay AB25s、 AB45s作為主要開關(guān)控制器件。單片機(jī)控制模塊401通過控制 上橋臂和下橋臂的不同組合的開關(guān),就可以為不同連接方式的外接LED供電,實(shí)現(xiàn)快速供 電的功能。極性判斷模塊405也采用了高速PhotoMosRelay AB45s作為極性判斷的開關(guān)器 件。在一次完整測(cè)量前,單片機(jī)控制模塊401通過控制極性判斷模塊405可實(shí)現(xiàn)在線LED 的極性甄別,從而為將來的正向電流、反向電壓正確供電提供基礎(chǔ)。通道選擇模塊406包括 三位的跳線器,通過不同的跳線,將總線接口信號(hào)/CS引至不同通道里的單片機(jī)IO口上,本 通道單片機(jī)控制模塊401根據(jù)此信號(hào)的狀態(tài)就可以判斷出本通道是否被選中。電壓轉(zhuǎn)換模 塊407是將外部輸入的24V電源轉(zhuǎn)化為本通道需要的功率電壓8V和邏輯電壓5V,這樣各個(gè) 通道之間在LED上加載的電壓是絕對(duì)相互隔離的,有利于LED參數(shù)的測(cè)量。 本實(shí)施例的LED電性參數(shù)測(cè)量裝置除了應(yīng)用在LED電性參數(shù)測(cè)量的場(chǎng)合,還可以 當(dāng)作通用電流源使用,能夠輸出0-500mA,0-1500mA等不同等級(jí)的高精度、高穩(wěn)定度電流。 同時(shí),其測(cè)量電路能提供16bit精度的AD轉(zhuǎn)換器,高精度的測(cè)量外接電壓。另外,由于采用 了總線式系統(tǒng)組合結(jié)構(gòu),使得系統(tǒng)可以方便的組合為單通道輸出、雙通道輸出或者三通道 輸出等系統(tǒng),降低了成本,方便了使用。 以上所述的具體實(shí)施例,對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一 步詳細(xì)說明,所應(yīng)理解的是,以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已,并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含 在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種LED電性參數(shù)測(cè)量裝置,其特征在于,該裝置包括中央控制單元、總線接口單元、第一電流通道測(cè)控單元、第二電流通道測(cè)控單元、第三電流通道測(cè)控單元、USB接口單元和電源單元,所述中央控制單元通過所述總線接口單元與所述第一電流通道測(cè)控單元、第二電流通道測(cè)控單元和第三電流通道測(cè)控單元連接,并發(fā)出測(cè)量控制信號(hào)啟動(dòng)第一電流通道測(cè)控單元、第二電流通道測(cè)控單元和/或第三電流通道測(cè)控單元對(duì)LED進(jìn)行電性參數(shù)測(cè)量,所述中央控制單元通過所述USB接口單元與計(jì)算機(jī)連接并通信,所述電源單元通過所述總線接口單元與所述第一電流通道測(cè)控單元、第二電流通道測(cè)控單元和第三電流通道測(cè)控單元連接并提供電能。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其特征在于,所述中央控制單元包括微處理器模塊、 USB接口模塊和存儲(chǔ)模塊,USB接口模塊和存儲(chǔ)模塊與微處理器模塊連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其特征在于,所述第一電流通道測(cè)控單元、第二電流通 道測(cè)控單元和第三電流通道測(cè)控單元分別包括單片機(jī)控制模塊、電流輸出控制模塊、測(cè)量 模塊、高速切換模塊、極性判斷模塊、通道選擇模塊和電壓轉(zhuǎn)換模塊,單片機(jī)控制模塊與電 流輸出控制模塊、測(cè)量模塊、高速切換模塊、極性判斷模塊和通道選擇模塊連接并發(fā)送各模 塊的啟動(dòng)和控制信號(hào),電壓轉(zhuǎn)換模塊與測(cè)量模塊和高速切換模塊連接并提供對(duì)應(yīng)的電能。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種LED電性參數(shù)測(cè)量裝置,該裝置包括中央控制單元、總線接口單元、第一電流通道測(cè)控單元、第二電流通道測(cè)控單元、第三電流通道測(cè)控單元、USB接口單元和電源單元,中央控制單元通過總線接口單元與三個(gè)電流通道測(cè)控單元連接并發(fā)出測(cè)量控制信號(hào)啟動(dòng)三個(gè)電流通道測(cè)控單元對(duì)LED進(jìn)行電性參數(shù)測(cè)量,以及通過所述USB接口單元與計(jì)算機(jī)連接并通信,電源裝置通過總線接口單元與三個(gè)電流通道測(cè)控單元連接并提供電能。實(shí)用新型實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)LED混光的光電參數(shù)檢測(cè)、供電電流可高速切換和高精度和高速度的電性參數(shù)測(cè)量。
文檔編號(hào)G01R19/00GK201503478SQ20092010861
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月26日
發(fā)明者葉磊, 安振揚(yáng), 張俊芹, 張林萍, 方君 申請(qǐng)人:北京卓立漢光儀器有限公司
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