专利名称：Led电性参数测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电测量领域，尤其涉及一种LED电性参数测量装置。
背景技术：
在LED的生产及应用中，常常需要测量LED的峰值波长、色品坐标xy(白光LED)、 正向电压以及反向漏电流等光电参数，尤其是在对LED的颜色以及电性的一致性要求很高 的应用场合，如大屏幕显示、LED照明光源等领域。但是由于半导体芯片及生产工艺的限制， 使得目前生产出来LED(尤其是白光LED)存在光色、电性参数分布不均匀等问题，因此快 速、准确的测量其光色电参数，然后根据测量结果进行分类已成为LED生产中重要的环节。 随着近年来LED产业的飞速发展，投产规模不断扩大，对高精度快速的LED光电参数测量仪 的需求也在迅速增长中，但目前我国生产该类仪器的厂家并不多，主要依赖于进口 ，其成本 高，不利于行业的发展。 如图1所示，现有的LED光电参数检测系统包括由光强检测器、光纤光谱仪、ADC电 路和UEB接口组成的LED光学参数检测装置和由电流源、IEEE/USB转换器和USB接口组成 的LED电性参数检测装置，而该系统通常通过电流源检测单个LED的光电参数，而无法进行 多个LED混光的光电参数检测。此外，无法进行供电电流可高速切换和高精度和高速度的 电性参数测量。
发明内容本实用新型为了解决现有技术无法进行多个LED混光的光电参数检测，无法进行 供电电流可高速切换和高精度和高速度的电性参数测量。 本实施实用新型例提供一种LED电性参数测量装置，该装置包括中央控制单元、 总线接口单元、第一电流通道测控单元、第二电流通道测控单元、第三电流通道测控单元、 USB接口单元和电源单元，所述中央控制单元通过所述总线接口单元与所述第一 电流通道 测控单元、第二电流通道测控单元和第三电流通道测控单元连接并发出测量控制信号启动 第一电流通道测控单元、第二电流通道测控单元和/或第三电流通道测控单元对LED进行 电性参数测量，所述中央控制单元通过所述USB接口单元与计算机连接并通信，所述电源 装置通过所述总线接口单元与所述第一 电流通道测控单元、第二电流通道测控单元和第三 电流通道测控单元连接并提供电能。 本实用新型实施例通过采用总线接口和三个电流通道测控单元可以实现多个LED 混光的光电参数检测、供电电流可高速切换和高精度和高速度的电性参数测量。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1为现有技术中LED光电参数检测系统的结构示意图； 图2为本发明实施例的LED电性参数测量装置的结构示意图； 图3为本发明实施例的中央控制单元的结构示意图； 图4为本发明实施例的电流通道测控单元的结构示意图； 图5为本发明实施例的高速切换模块原理图； 图6为本发明实施例的单片机控制模块原理图； 图7为本发明实施例的测量模块原理图； 图8为本发明实施例的高精度电流输出控制模块原理图； 图9为本发明实施例的极性判断模块原理图。
具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 如图2所示为根据本实用新型的LED电性参数测量装置，它通过USB接口和相应 通讯协议与计算机进行连接。该装置包括中央控制单元210、总线接口单元220、第一电流 通道测控单元231、第二电流通道测控单元232、第三电流通道测控单元233、 USB接口单元 240和电源单元250。中央控制单元210通过总线接口单元220与第一电流通道测控单元 231、第二电流通道测控单元232和第三电流通道测控单元233连接并发出测量控制信号启 动第一电流通道测控单元231、第二电流通道测控单元232和/或第三电流通道测控单元 233对LED进行电性参数测量，此外还通过USB接口单元240与计算机连接并通信。电源 单元250通过总线接口单元220与第一电流通道测控单元231、第二电流通道测控单元232 和第三电流通道测控单元233连接并提供电能。 如图3所示为中央控制单元210的接口示意图。中央控制单元210包括微处理器 模块211、USB接口模块212和存储模块213，USB接口模块212和存储模块213与微处理器 模块211连接。微处理器模块211采用TI仪器公司的TMS320F2812为主控芯片，内部运行 速度可以达到150MHz，内部处理器采用32bit工作模式，10 口丰富，极大地提高了本系统的 性能。USB接口单元212采用FTB245M为核心控制芯片，此芯片将USB协议固化，使用户不 必关注USB协议的细节即可很方便的使用，充分利用USB通讯高速、连接方便的特点，降低 了系统韧件编程的复杂度，提升了产品的档次。存储模块213以24C16为核心，可以实时地 将系统的校正参数进行存储，掉电不丢失，接口编程简单，易于使用。 总线接口单元220由一条26芯扁平电缆实现，它将装置各部件挂接在一起，使得 装置组建容易，部件与部件之间通过总线式连接，提高系统的可靠性，稳定性。总线采用目 前流行的串行总线结构，主要由四根接口线组成，分别为/CS、 SDI、 SDO、 SCLK， /CS信号线为 选择线，选中某个电流通道后，此通道即受控于中央控制单元210，此时中央控制单元210 就可以通过SDI、SDO、SCLK与此电流通道通讯，完成参数设置、待测LED极性判断、电流输出 切换控制、正向电压、反向漏电流的测量等工作。
4[0021] 电源单元250由较高品质的NED-35B组成，它将交流输入电压220V或者IIOV转 化为内部各线路板需要的直流24V和5V电压，是整个装置的电能供应核心。 第一电流通道测控单元231、第二电流通道测控单元232、第三电流通道测控单元 233硬件结构和韧件设置均相同，只是通过板载跳线器不同的跳线来区分不同的通道。各电 流通道测控单元在中央控制单元的控制下，完成对接至本通道的待测LED电性参数测量， 包括供正向电流测量正向电压，供反向电压测量反向漏电流和在某些场合还需要将三个通 道同时供正向电流，以对三颗LED进行混色测量白光的光学参数。在此仅参照图4针对一个 电流通道测控单元进行详细说明。电流通道测控单元包括单片机控制模块401 (具体电路 图如图6所示)、电流输出控制模块402 (具体电路图如图8所示)、测量模块403 (具体电路 图如图7所示)、高速切换模块404(具体电路图如图5所示)、极性判断模块405(具体电 路图如图9所示)、通道选择模块406和电压转换模块407。单片机控制模块401与电流输 出控制模块402、测量模块403、高速切换模块404、极性判断模块405和通道选择模块406 连接并发送各模块的启动和控制信号。电压转换模块407与测量模块403和高速切换模块 404连接并提供对应的电能。其中，单片机控制模块401采用Atmel公司的AVR系列单片机 Atmega8L，采用单周期工作模式，指令速度快，23个可编程10 口，8K自带Flash存储器，内 带晶振和复位电路，使用时将韧件固化在单片内部Flash里，容量满足本仪器的功能需要。 电流输出控制模块402采用了高精度电流调整模块FL500， FL500根据设定端口的电压来 调整它的电流输出，电流稳定度极高，温漂系数极小，单片机控制模块401通过控制DAC芯 片DA8543的输出电压，间接控制FL500的电流输出，从而使得系统能够输出较高稳定度的 正向电流。测量模块403包括仪表放大器INA121和AD转换器AD7655，仪表放大器INA121 将差分输入的正向电压、反向漏电流，再经过一级倍率放大后进入AD转换器AD7655，单片 机控制模块401通过和AD7655通讯即可实时读出正向电压和反向漏电流的实测值，经过系 数校正后上传给中央控制单元。高速切换模块404采用大电流、开同时内阻小、开关高速度 的PhotoMos Relay AB25s、 AB45s作为主要开关控制器件。单片机控制模块401通过控制 上桥臂和下桥臂的不同组合的开关，就可以为不同连接方式的外接LED供电，实现快速供 电的功能。极性判断模块405也采用了高速PhotoMosRelay AB45s作为极性判断的开关器 件。在一次完整测量前，单片机控制模块401通过控制极性判断模块405可实现在线LED 的极性甄别，从而为将来的正向电流、反向电压正确供电提供基础。通道选择模块406包括 三位的跳线器，通过不同的跳线，将总线接口信号/CS引至不同通道里的单片机IO口上，本 通道单片机控制模块401根据此信号的状态就可以判断出本通道是否被选中。电压转换模 块407是将外部输入的24V电源转化为本通道需要的功率电压8V和逻辑电压5V，这样各个 通道之间在LED上加载的电压是绝对相互隔离的，有利于LED参数的测量。 本实施例的LED电性参数测量装置除了应用在LED电性参数测量的场合，还可以 当作通用电流源使用，能够输出0-500mA，0-1500mA等不同等级的高精度、高稳定度电流。 同时，其测量电路能提供16bit精度的AD转换器，高精度的测量外接电压。另外，由于采用 了总线式系统组合结构，使得系统可以方便的组合为单通道输出、双通道输出或者三通道 输出等系统，降低了成本，方便了使用。 以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一 步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。
权利要求一种LED电性参数测量装置，其特征在于，该装置包括中央控制单元、总线接口单元、第一电流通道测控单元、第二电流通道测控单元、第三电流通道测控单元、USB接口单元和电源单元，所述中央控制单元通过所述总线接口单元与所述第一电流通道测控单元、第二电流通道测控单元和第三电流通道测控单元连接，并发出测量控制信号启动第一电流通道测控单元、第二电流通道测控单元和/或第三电流通道测控单元对LED进行电性参数测量，所述中央控制单元通过所述USB接口单元与计算机连接并通信，所述电源单元通过所述总线接口单元与所述第一电流通道测控单元、第二电流通道测控单元和第三电流通道测控单元连接并提供电能。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中央控制单元包括微处理器模块、 USB接口模块和存储模块，USB接口模块和存储模块与微处理器模块连接。
3. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一电流通道测控单元、第二电流通 道测控单元和第三电流通道测控单元分别包括单片机控制模块、电流输出控制模块、测量 模块、高速切换模块、极性判断模块、通道选择模块和电压转换模块，单片机控制模块与电 流输出控制模块、测量模块、高速切换模块、极性判断模块和通道选择模块连接并发送各模 块的启动和控制信号，电压转换模块与测量模块和高速切换模块连接并提供对应的电能。
专利摘要本实用新型提供一种LED电性参数测量装置，该装置包括中央控制单元、总线接口单元、第一电流通道测控单元、第二电流通道测控单元、第三电流通道测控单元、USB接口单元和电源单元，中央控制单元通过总线接口单元与三个电流通道测控单元连接并发出测量控制信号启动三个电流通道测控单元对LED进行电性参数测量，以及通过所述USB接口单元与计算机连接并通信，电源装置通过总线接口单元与三个电流通道测控单元连接并提供电能。实用新型实施例可以实现多个LED混光的光电参数检测、供电电流可高速切换和高精度和高速度的电性参数测量。
文档编号G01R19/00GK201503478SQ20092010861
公开日2010年6月9日 申请日期2009年5月26日 优先权日2009年5月26日
发明者叶磊, 安振扬, 张俊芹, 张林萍, 方君 申请人:北京卓立汉光仪器有限公司