[發明專利]一種便攜式LED光電參數快速檢測系統

在審

• 申請號: 201410085100.9
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN103837813A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 陳苗根;裘燕青
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;G01M11/02
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

技術領域

本發明屬于光電檢測儀器領域，尤其是LED測試領域，具體涉及一種便攜式LED光電參數快速檢測系統。

背景技術

隨著LED產業的不斷壯大，對LED的質量要求也越來越高。在LED的發展歷程中，由于早期的LED多應用于電子產品指示燈，而且多以單個器件出現，所以對于其亮度的控制和波長的分選要求并不高。但是，隨著LED光效和亮度的不斷提高，其應用范圍不斷擴大。當LED被用作陣列和顯示屏的顯示器件時，如果不經過測試與分選，由于多個LED的光電參數存在著差異，波長和亮度必然存在著較大的離散型和不均勻性。LED光電參數測量系統是LED分選設備的核心，直接決定了LED分選的速度和準確度。目前LED分選設備采用光譜卡、電參數卡各自采集數據后將數據傳送至PC機，由PC機計算得到光參數及電參數后進行顯示與判別。隨著LED產能及性能要求的繼續擴大、現有LED分選設備的分選速度及價格越來越受到挑戰。因此在LED光電參數測量過程中，在測量速度上的進一步挖掘及成本上的進一步壓低就變為非常有必要。

目前高性能LED光電參數快速測試系統主要由國外及臺灣所壟斷，由于目前國產微型光纖光譜儀在快速顏色測量領域性能與進口同類產品有較大差距，因此系統中一般采用進口的微型光纖光譜儀作為光譜測試卡。國內在微型光纖光譜儀領域做的較好的有杭州遠方光電基于HAAS-2000系列，但其價格與國外產品接近，不利于集成至LED快速分選設備當中，極大的限制了LED中小型企業的購買。因此，國內目前中小型LED企業普遍使用價格低、性能差的國產LED光色電測試系統，其結果是所生產的LED的光色電性能不能得到有效的保證，最終限制了我國的LED研發與生產質量水平。對于利用微型光纖光譜儀進行快速LED分選測試來說，面臨同樣的問題。國內也有數家LED分選設備生產廠商，如深圳的得天，華騰；杭州的中為光電等公司都有生產LED的分選機。在國內的這些產品當中，主要的問題是分選設備在速度，回bin率等指標上低于國外產品，導致價格僅為國外同類產品的一半，甚至更低。其原因主要是缺乏核心技術，核心部件（如光纖光譜儀）需要外購，無法與系統緊密配合，降低了速度同時，也無法發揮出其高效率。

發明內容

為了解決目前國產LED快速分選系統在整體性能偏低，光譜卡價格偏高的問題，本發明利用自行研制的高性能光纖光譜儀，配合電參數測試部分，并結合人機界面系統，實現了一種便攜式LED光電參數快速檢測系統，其技術方案如下：一種便攜式LED光電參數快速檢測系統，包括光參數檢測模塊、電參數測試模塊及人機界面模塊，所述電參數測試模塊和人機界面模塊分別由Cotex-M3芯片作為處理器，光參數檢測模塊與電參數測試模塊之間通過CAN總線連接，且僅傳輸經光參數檢測模塊計算后得到的色度學參數，最后電參數測試模塊將光電參數一并傳遞至人機界面模塊進行顯示。

進一步的，所述光參數檢測模塊采用微型光纖光譜儀，包括光學成像系統、光譜電信號的采集處理系統及數據傳輸系統。

進一步的，所述光學成像系統采用交叉非對稱(Czerny-Turner)成像系統，結合高靈敏度、低成本的線陣CCD作為光傳感器，實現了從350-1000nm范圍的快速光譜測量，其積分時間為1ms-65s，光譜分辨率優于1nm（閃耀波長處），像素分辨率為0.372nm/pixel。

進一步的，所述電參數測試模塊采用Cotex-M3芯片作為控制核心，包括電壓參數測量及電流參數測量兩部分，用來完成LED的正向電壓、反向電壓、正向電流及反向漏電流的測量。

進一步的，所述電參數測試模塊對LED的電流方向進行控制，采用光控場效應管構成的H橋進行設置；電壓參數測量的核心電路是恒流源，該恒流源還為光色參數的測量提供LED的恒定工作電流；在電壓測試過程中，首先利用主控板給出的DA值控制恒流源的電流大小，在這個工作電流下，電壓測試電路檢測LED兩端的電壓，并進行阻抗匹配網絡后送至高精度AD轉換電路；當得到的電壓遠大于LED正常導通電壓，則可得當前測試的為反向電壓；控制LED控制H橋，使得LED工作在正向導通狀態下，測得相應的正向電壓；反向漏電流參數測量的核心電路則是為LED提供恒定的反向電壓電路；利用DA給出相應的測試反向電壓，對LED的反向漏電流進行電流電壓轉換后送至AD轉換電路獲得相應的漏電流值。