[發明專利]發光二極管及太陽能電池老化測試系統

在審

• 申請號: 201910728222.8
• 申請日: 2019-08-08
• 公開（公告）號: CN110763969A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 狄大衛;連亞霄
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;G01R1/30;G01M11/02;H02S50/10
• 代理公司: 22100 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司
• 代理人: 白冬冬

1.一種發光二極管及太陽能電池老化測試系統，其特征在于：分為基礎模塊和擴展模塊；包括電流采樣電路、電壓采樣電路、短路保護電路、第一快門控制緩沖器電路、第二快門控制緩沖器電路、快門驅動電路、第一中控系統控制加熱爐緩沖器電路、第二中控系統控制加熱爐緩沖器電路、加熱爐驅動的電路、過溫檢測電路、濕度檢測探頭電路、中控系統與亮度計通訊ADM2484電路、中控系統與X軸步進電機通訊電路、中控系統與Y軸步進電機通訊電路、中控系統與人機交互模塊通訊電路、中控系統模塊與工業攝像頭通訊電路、中控系統控制補光燈電路、中控系統與太陽能模擬光源通訊電路、步進電機限位電路、220V-AC轉24V-DC電路、中控系統與光源功率校正模塊通訊電路、亮度探測探頭電路、24V轉15V電路、15V轉5V電路、5V隔離電源實現電路、5V轉3.3V電路、數據存儲電路、中控系統核心主控芯片、過壓保護電路；

電流采樣電路 ：電阻R31的1腳、R29的1腳接Vout_L輸入端，電阻R31的2腳、電阻R32的1腳接GND，電阻R29的2腳、電阻R28的1腳接運放U4B的反向輸入端6腳，電阻R32的2腳、R35的1腳接運放U4B的正向輸入端5腳，電阻R35的2腳接GND，電阻R28的2腳接運放U4B的7腳輸出端，并接中控系統核心主控芯片U20的40腳；

電壓采樣電路：U15的12腳、13腳、14腳、15腳、16腳分別接中控系統核心主控芯片U20的33腳、18腳、17腳、16腳、15腳，U15的1腳、7腳、9腳、直流濾波電容C31的1腳、無極性濾波電容C30的1腳接+5V，直流濾波電容C31的2腳、無極性濾波電容C30的2腳接GND，U15的10腳、11腳接GND，2腳、3腳作為電壓信號采集輸入端，直流濾波電容C37的1腳、無極性濾波電容C36的1腳接U17的2腳輸入+12V，U17的8腳接C38的1腳，直流濾波電容C37的2腳、無極性濾波電容C36的2腳、U17的4腳、無極性濾波電容C38的2腳、滑動變阻器R56的1腳接GND，U21的5腳接滑動變阻器R56的2腳，U21的6腳接滑動變阻器R56的3腳輸出穩定基準電壓，接電阻R53的1腳，R53的2腳、電容C34的1腳、電容C35的1腳接U15的8腳，電容C34的2腳、C35的2腳接GND；

短路保護電路：電阻R10的2腳、R9的1腳、R12的1腳和電容C10的1腳連接，電容C10的2腳和電阻R9的2腳接GND，電阻R11的2腳、R14的1腳、電阻R13的1腳和電容C11的1腳連接，電容C11的2腳和電阻R14的2腳接GND，電阻R12的2腳、R7的1腳、C4的1腳接運放U2A的反向輸入端2腳，電阻R13的3腳、R15的1腳接運放U2A的正向輸入端3腳，電阻R15的2腳接GND，電容C4的2腳、電阻R7的2腳接運放U2A的輸出腳1腳，穩壓二極管D2的1腳接運放U2A的1腳，接中控系統核心主控芯片中U20的42腳，D2的2腳接GND；

第一快門控制緩沖器：緩沖芯片U6的2腳、4腳、6腳、8腳分別接中控系統核心主控芯片中U20的23腳、24腳、25腳、26腳，緩沖芯片的2腳接電阻R20的1腳，4腳接電阻R21的1腳，6腳接電阻R23的1腳，8腳接電阻R24的1腳，電阻R20的2腳、R21的2腳、R23的2腳、R24的2腳接GND，U6的1腳、10腳、19腳接GND，U6的20腳接+5V，18腳、16腳、14腳、12腳分別接快門驅動電路；其中U6的18腳接快門驅動電路中R8的1腳；

第二快門控制緩沖器：緩沖芯片U9的2腳、4腳、6腳、8腳分別接中控系統核心主控芯片中U20的29腳、30腳、31腳、32腳，緩沖芯片的2腳接電阻R30的1腳，4腳接電阻R33的1腳，6腳接電阻R34的1腳，8腳接電阻R36的1腳，電阻R30的2腳、R33的2腳、R34的2腳、R36的2腳接GND，U9的1腳、10腳、19腳接GND，U9的20腳接+5V，18腳、16腳、14腳、12腳分別接快門驅動電路；

快門驅動電路：R8的1腳接第一快門控制緩沖器中U6的18腳，電阻R8的2腳接三極管Q1的基極2腳，三極管Q1的1腳、二極管D1的2腳接繼電器K1的5腳，二極管D1的1腳、繼電器K1的2腳接+5V，Q1的發射極3腳接GND，繼電器K1的6腳接快門電極，繼電器K1的3腳接限流電阻R4的1腳，限流電阻R4的2腳接GND；

第一中控系統控制加熱爐緩沖器電路：緩沖芯片U14的2腳、4腳、6腳、8腳分別接中控系統核心主控芯片中U20的97腳、98腳、1腳、2腳，緩沖芯片U14的2腳接電阻R47的1腳，4腳接電阻R48的1腳，6腳接電阻R49的1腳，8腳接電阻R50的1腳，電阻R47的2腳、R48的2腳、R49的2腳、R50的2腳接GND，緩沖芯片U14的1腳、10腳、19腳接GND，U14的20腳接+5V，緩沖芯片U14的12腳、14腳、16腳、18腳分別接加熱爐驅動；

第二中控系統控制加熱爐緩沖器：緩沖芯片U18的2腳、4腳、6腳、8腳分別接中控系統核心主控芯片中U20的3腳、4腳、5腳、38腳，緩沖芯片U18的2腳接電阻R60的1腳，4腳接電阻R62的1腳，6腳接電阻R63的1腳，8腳接電阻R64的1腳，電阻R60的2腳、R62的2腳、R63的2腳、R64的2腳接GND，緩沖芯片U18的1腳、10腳、19腳接GND，U18的20腳接+5V，緩沖芯片U18的12腳、14腳、16腳、18腳分別接加熱爐驅動；

加熱爐驅動電路：R59的1腳接第一中控系統控制加熱爐緩沖器電路中U14的18腳，電阻R59的2腳接三極管Q2的基極2腳，三極管Q2的1腳、二極管D5的2腳接繼電器K2的5腳，二極管D5的1腳、繼電器K2的2腳接+5V，Q2的發射極3腳接GND，繼電器K2的6腳接加熱源，繼電器K2的3腳接限流電阻R58的1腳，限流電阻R58的2腳接GND；

過溫檢測電路：熱敏電阻R37的1腳接+12V，熱敏電阻R37的2腳、電阻R39的1腳接運放U12A的反向輸入端2腳，電阻R39的2腳、電阻R41的1腳接GND，電阻R41的3腳接+12V，電阻R41的2腳接R43的1腳，電阻R43的2腳接運放U12A的正向輸入端3腳，運放的輸出腳1腳接中控系統核心主控芯片中U20的39腳；

濕度檢測探頭電路：U21的1腳接15V轉5V電路中U8的2腳+5V，U21的2腳、電阻R66的1腳接中控系統核心主控芯片中U20的77腳，電阻R66的2腳接+5V，U21的3腳接GND；

中控系統與亮度計通訊ADM2484電路：通訊芯片U1的3腳、4腳、5腳、6腳接中控系統核心主控芯片中U20的69腳、35腳、67腳、68腳，U1的3腳接電阻R1的1腳，4腳接電阻R2的1腳，5腳接電阻R3的1腳，U1的6腳接電阻R6的1腳，電阻R1的2腳、R2的2腳、R3的2腳、R6的2腳接+5V，U1的2腳、8腳接GND，U1的1腳接C2的1腳接+5V，C2的2腳接GND；U1的16腳接5V隔離電源實現電路的U3的9腳和C3的1腳，C3的2腳接U1的15腳接GND_2，U1的15腳、9腳接5V隔離電源實現電路中U3的11腳，U1的11腳、14腳接電阻R5的1腳、接插件P1的4腳，U1的12腳、13腳接電阻R5的2腳、接插件P1的2腳，接插件P1的1腳接+5V_2，P1的3腳接GND_2；

中控系統與X軸步進電機通訊電路：緩沖芯片U13的2腳、3腳、4腳、5腳、6腳、7腳、8腳分別接中控系統核心主控芯片中U20的95腳、51腳、96腳、52腳、47腳、48腳，緩沖芯片的2腳接電阻R40的1腳，4腳接電阻R42的1腳，6腳接電阻R44的1腳，8腳接電阻R45的1腳，電阻R40的2腳、R42的2腳、R44的2腳、R45的2腳接GND，U13的1腳、10腳、19腳接GND，U13的20腳接+5V，18腳、16腳、14腳接接插件P4的4腳、5腳、6腳，P4的1腳接+15V，2腳接GND，3腳接+5V，U13的12腳接P5的1腳，P5的2腳接GND；

中控系統與Y軸步進電機通訊電路：緩沖芯片U16的2腳、3腳、4腳、5腳、6腳、7腳、8腳分別接中控系統核心主控芯片中U20的81腳、85腳、82腳、86腳、83腳、84腳，緩沖芯片的2腳接電阻R52的1腳，4腳接電阻R54的1腳，6腳接電阻R55的1腳，8腳接電阻R57的1腳，電阻R52的2腳、R54的2腳、R55的2腳、R57的2腳接GND，U16的1腳、10腳、19腳接GND，U16的20腳接+5V，18腳、16腳、14腳接接插件P7的4腳、5腳、6腳，P7的1腳接+15V，2腳接GND，3腳接+5V，U16的12腳接P9的1腳，P9的2腳接GND；

中控系統與人機交互模塊通訊電路：U11的9腳、10腳分別接中控系統核心主控芯片中U20的93腳、92腳，U11的7腳、8腳分別接DWEN接口J3的2腳、3腳，J3的3腳接GND，J3連接到DWEN屏幕；C25的1腳接+5V，2腳接芯片U11的2腳；C28的1腳接芯片U11的6腳，C28的2腳接GND；U11的15腳接GND，電容C27的1腳接U11的1腳，2腳接U11的3腳；電容C26的1腳接U11的4腳，2腳接U11的5腳；

中控系統模塊與工業攝像頭通訊電路：R25的1腳、R26的1腳分別接中控系統核心主控芯片中U20的70腳、71腳，電阻R25的2腳接USB座的2腳，電阻R26的2腳、電阻R27的2腳接USB座的3腳，電阻R27的1腳接+3.3V，USB座的1腳接15V轉5V電路中U8的2腳+5V，5腳接GND；

中控系統控制補光燈電路：電阻R72的1腳接中控系統核心主控芯片中U20的9腳，電阻R72的2腳、電阻R73的1腳接三極管Q4的基極2腳，電阻R73的2腳接GND，+12V通過防反接二極管D8接到R70的1腳和R71的1腳，電阻R70的2腳接三極管Q4的1腳、三極管Q3的2腳，電阻R71的2腳接三極管Q3的1腳，三極管Q4的3腳、三極管Q3的3腳接GND，R71的2腳接接插件J4的1腳，J4的2腳接GND；

中控系統與太陽能模擬光源通訊電路：U22的7腳、8腳分別接DB9接口J6的2腳、3腳，J6的5腳接GND，J6連接到亮度計；U22的9腳、10腳分別接中控系統核心主控芯片中U20的34腳、63腳，電容C43的1腳接+5V，2腳接GND；C45的1腳接+5V，2腳接芯片U22的2腳；C46的1腳接芯片U22的6腳，C46的2腳接GND；U22的15腳接GND，電容C44的1腳接U22的1腳，2腳接U22的3腳；電容C47的1腳接U22的4腳，2腳接U22的5腳；

步進電機限位電路：電阻R38的1腳接+5V，R38的2腳、電容C29的1腳接限位傳感器接口P3的1腳，電容C29的2腳、限位傳感器接口P3的2腳接GND；

220V-AC轉24V-DC電路：220V_L接保險絲F1的1腳，F1的2腳、CBB電容C5的1腳接工頻濾波器L1的1腳，220V_N接CBB電容C5的2腳、工頻濾波器L1的2腳，工頻濾波器L1的3腳、對地濾波電容C1的1腳接AC-DC模塊M1的1腳，工頻濾波器L1的4腳、對地濾波電容C9的1腳接AC-DC模塊M1的2腳，對地濾波電容C1的2腳、C9的2腳接PGND，M1的3腳、直流濾波電容C7的1腳接直流濾波電感L2的1腳，直流濾波電感L2的2腳、直流濾波電容C8的1腳、無極性電容C6的1腳接開關接插件J1的1腳，AC-DC模塊M1的4腳、直流濾波電容C7的2腳、直流濾波電容C8的2腳、無極性電容C6的2腳接GND，接插件J1的2腳接輸出+24V；

中控系統與光源功率校正模塊通訊電路：U5的1腳、4腳分別接中控系統核心主控芯片中U20的90腳、91腳，U5的2腳接GND，3腳接旁路電容C15的1腳接+3.3V，電容C15的2腳接GND，U5的8腳接GND，7腳接電阻R19的1腳、接插件J2的1腳，6腳接電阻R19的2腳、接插件J2的2腳，接插件J3的3腳接GND；

亮度探測探頭電路：運放U19A的1腳輸出信號到中控系統核心主控芯片中U20的43腳，C41的1腳和C42的1腳接+12V，C41的2腳和C42的2腳接GND；二極管D6用于防止反接，D6的1腳接+12V，D6的2腳接光強探測器D7的1腳，光強探測器D7的2腳接GND，光強探測器D7的3腳接濾波電容C40的1腳，C40的2腳接電阻R67的1腳、R65的1腳，R67的2腳接GND，R65的2腳接運放U19A的正向輸入端3腳，R69的1腳與R68的1腳接到運放U19A的反向輸入端2腳，R69的2腳接GND，R68的2腳接運放U19A的1腳，運放U19A的4腳接GND，8腳接+5V，電阻R65、運放U19A、電阻R69、R68構成正比例放大電路；

24V轉15V電路：+24V接二極管D3的1腳，D3的2腳、穩壓管D4的1腳、濾波電容C16的1腳接三端穩壓器U7的1腳，穩壓管D4的2腳、濾波電容C16的2腳、三端穩壓器U7的2腳、濾波電容C14的2腳接GND，濾波電容C14的1腳接U7的3腳輸出+15V，接15V轉5V電路中U8的3腳；

15V轉5V電路：濾波電容C17的1腳、濾波電容C18的1腳接三端穩壓器U8的3腳，濾波電容C19的1腳、濾波電容C20的1腳接三端穩壓器U8的2腳輸出+5V，濾波電容C17的2腳、C18的2腳、C19的2腳、C20的2腳、U7的1腳接GND；

5V隔離電源實現電路：+5V接15V轉5V電路中U8的2腳，直流濾波電容C12的1腳接電源隔離模塊U3的14腳，直流濾波電容C12的2腳、電源隔離模塊U3的1腳接GND，電源隔離模塊U3的9腳接直流濾波電容C13的1腳輸出隔離+5V，電源隔離模塊U3的11腳接直流濾波電容C13的2腳輸出隔離GND；

5V轉3.3V電路：+5V接15V轉5V電路中U8的2腳，直流濾波電容C21的1腳、C22的1腳接三端穩壓器U10的3腳，直流濾波電容C23的1腳、C24的1腳接三端穩壓器U10的2腳輸出+3.3V，直流濾波電容C21的2腳、C22的2腳、C23的2腳、C24的2腳、三端穩壓器U10的1腳接GND；

數據存儲電路：數據存儲接口U23的7腳、5腳、2腳、1腳分別接中控系統核心主控芯片中U20的56腳、57腳、58腳、59腳，電阻R77的1腳接中控系統核心主控芯片中U20的55腳；R77的2腳接U23的10腳，及電阻R76的1腳，R76的2腳接+3.3V，U23的4腳接+3.3V，6腳、3腳接地，1腳通過上拉電阻R78接到+3.3V，12腳、13腳、14腳、15腳接地；

中控系統核心主控芯片：主控芯片采用STM32F103VBT6，主控芯片U20的23腳、24腳、25腳、26腳分別接第一快門控制緩沖器電路中U6的2腳、4腳、6腳、8腳，29腳、30腳、31腳、32腳分別接第二快門控制緩沖器電路中U9的2腳、4腳、6腳、8腳，67腳、68腳、69腳、35腳分別接中控系統與亮度計通訊ADM2484電路中U1的5腳、6腳、3腳、2腳，70腳、71腳接中控系統模塊與工業攝像頭通訊電路中P2的2腳、3腳，72腳、76腳接程序下載口SWDIO和SWDCLK，77腳接濕度檢測探頭電路中U21的2腳，90腳、91腳接中控系統與光源功率校正模塊通訊電路中CAN芯片U5的1腳、4腳，92腳、93腳接中控系統與人機交互模塊通訊電路中U11的10腳、9腳，95腳、96腳、47腳、48腳、51腳、52腳分別接中控系統與X軸步進電機通訊電路中U13的2腳、4腳、6腳、8腳、3腳、5腳，81腳、82腳、83腳、84腳、85腳、86腳分別接中控系統與Y軸步進電機通訊電路中U16的2腳、4腳、6腳、8腳、3腳、5腳，12腳、13腳接晶振XTAL1和XTAL2，94腳接下拉電阻R74，14腳接上拉電阻R75，20腳接地，21腳接+3.3V，55腳、56腳、57腳、58腳、59腳分別接數據存儲電路中U23的10腳、7腳、5腳、2腳、1腳，15腳、16腳、17腳、18腳、33腳分別接電壓采樣電路中U15的16腳、15腳、14腳、13腳、12腳，34腳、63腳分別接中控系統與太陽能模擬光源通訊電路中U22的9腳、10腳，9腳接中控系統控制補光燈電路中R72的1腳，97腳、98腳、1腳、2腳分別接第一中控系統控制加熱爐緩沖器電路中U14的2腳、4腳、6腳、8腳，3腳、4腳、5腳、38腳分別接第二中控系統控制加熱爐緩沖器電路中U18的2腳、4腳、6腳、8腳，39腳接過溫檢測電路中U12的1腳，40腳接電流采樣電路中U4B的7腳，42腳接短路保護電路中U2的1腳，43腳接亮度探測探頭電路中U19的1腳；

過壓保護電路：電阻R16的1腳接Vout_H，電阻R16的2腳、R17的1腳接運放U4A的反向輸入端2腳，電阻R17的腳接GND，電阻R18的1腳接+12V，3腳接GND，2腳接電阻R22的1腳，電阻R22的2腳接運放U4A的正向輸入端3腳，U4A的輸出端接中控系統核心主控芯片中U20的41腳。