CN100592095C - 一种led参数测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光电测试技术，尤其是指一种用于LED参数的测试方法。本发明主要是通过PC机来控制整个操作过程，其中PC机把预设极性参数、电测试参数传输给PCI控制模块，和由PC机把光测试参数传输给光测试模块，而PCI控制模块再把相应的参数信号传输给极性检测模块和电测试模块，并启动夹具进行参数测试，再把由夹具测试所得数据传输给PC机。本发明的优点是：整个方法测试方便、操作简单，测试数据可靠，按此方法设计的测试装置可实现多种性能的连续测试。本发明可广泛应用于LED生产、研发等企业。
Description
技术领域
本发明涉及一种光、电测试技术，具体是指一种用于LED参数的测试方法。
技术背景
半导体发光二极管(LED)已经被广泛应用于指示灯、信号灯、仪表显示、手机背光源、车载光源等场合，白光LED技术也不断地发展，LED在照明领域的应用越来越广泛。过去，对于LED的测试没有较全面的国家标准和行业标准，在生产实践中只能以相对参数为依据，不同的厂家、用户、研究机构对此争议很大，导致国内LED产业的发展受到很大影响。
世界发达国家为了抢占LED研究的制高点，在LED标准和测试方面都投入了大量的人力物力，在标准方面注重选择LED特性参数及测试方法研究。国内目前没有较全面的LED及其照明器具国家和行业测试标准，也没有相应的检测系统。在生产中企业往往以样管封存的参数为对比依据。不同性质的相关生产厂家、用户、研究所、高校经常对此存在很大的争议，这种在学术界内部、企业界内部及相互之间对标准认识的不一致严重阻碍了产品的应用和产业化的发展。虽然有一些企业和研究机构采购了部分检测设备，由于缺少专业的研究，导致设备水平低、仪器配套性差、检测精度低，而且检测结果相互之间不好对比，测试项目不能满足用户需要。国内专业检测机构曾经开展过一些LED的测试研究工作，但由于条件所限，尚不能形成完整的检测评价系统，检测水平与国外发达国家有较大差距。
目前我国有关检测部门已经着手开展照明LED测试方法的研究，包括检测设备的开发工作，希望通过照明LED标准的制定，促进LED技术的发展和在照明领域的应用。LED最重要的性能指标就是光学特性和电气特性。光学特性包括光通量、光分布、亮度、光谱分布、色度坐标、显色指数等。
LED应用于照明器具，在光学上既有一般光源相似的共性，又有其产品的特殊性：LED为一种方向性的发光器件；发光体很小，可近似点光源；发光受环境及加工工艺影响较大，对效果也有影响。
LED光衰特性的测量周期很长(上万甚至几万小时)。LED在照明使用中除涉及光学性能外，还有其电器附件的特性，包括节能型电器附件、机械特性、温度特性和器具安全特性等。首先是选择采用和研制符合LED特性的测试设备，建立测试系统。包括：LED光学测试系统、温度监控测试系统、电器测试系统、环境测试系统、耐久性可靠性测试系统等。通过与国外实验室的合作交流，使我国的LED检测技术与国际发展同步，使标准既能客观反映我国照明LED的技术水平，与我国照明LED的快速发展相适应，又能与国际水平保持一致，进一步促进LED技术的发展。
发明内容
本发明是就LED的产品进行检测的一种方法，它相对于国外产品更方便、操作简单、并可达到良好检测效果。
本发明的测试方法，可以对LED的正向电压(VF)、反向耐压(VZ)、反向漏电流(IR)、正向电流加热前后的正向电压差值(DVF)、正向电压峰值(VFD)等电参数的自动测试；实现LED的亮度(LOP)、峰波长(λp)、颜色图坐标(xyz)、主波长(λd)、颜色纯度(Purity)、波宽(HW)等项目测试；并可将测试结果分类，包括不良品、接触不良类等；测试条件由上位机键盘输入，测试结果在PC屏幕上显示并存档。
以本发明的方法所设计的工控机结构，共有电卡、光卡、PCI接口卡、底板、极性检测板5种PCB，其中电卡3块、光卡1块、PCI接口卡3块、底板1块、极性检测板1块；PCI接口卡和光卡安装在工控机插槽内，电卡安装在底板上，底板安装在工控机箱内，底板和PCI接口卡用IDC扁平电缆连接，底版上有4芯电源接口与工控机连接；极性检测板安装在夹具上。
本发明的基本原理是：
a)所有用户需求由PC机键盘输入，经PC机处理后形成测量指令发至PCI控制模块；PCI控制模块解释并执行测量指令，测量结果返回PC机，PC机按用户要求显示、存档。
b)PC机和PCI控制模块之间通讯采用PCI接口方式。
c)测量模式分2类；一类为自动测量，即用户对测量过程预先定义，PC机发自动测量指令，PCI控制模块按预定义的过程执行测量，返回所有测量参数；另一类为分步测量，用户对LED某一参数单独测量，PCI控制模块按要求返回所需参数。
d)PC机和PCI控制模块以主从方式工作，PC机为主机，PCI控制模块为从机，从机所有测量动作由主机控制。
e)PCI控制模块设计有非易失性储存器，用于存储测量过程所需的各类参数，并可随时由上位机更新，也可上传至PC机由用户编辑，修改后重新下载至PCI控制模块，下载可批量进行，也可单项下载。
本发明的系统功能是：
a)可按顺序测量4组VF值。
b)可测量小电流VF再用大电流加热并测量电流VF并比较之间的差值。
c)全彩产品每一色都可按分Bin要求，进行Bin也可用串联混光进行光通量和色坐标的分bin。
d)分Bin类别至少可达30组
e)4种产品的夹具要方便更换，基本免维护，4个结构的产品
f)可至少测两个电流值下的光通量，色温，光功率。
g)可绘出V-I曲线Iv-I曲线λD-I曲线。
本发明可以实现全彩自动配色功能；如指定要求色温6000K，则以本发明设计的测试仪自动分析RGB电流比例。
本发明是通过下述技术方案得以实现的：
一种LED参数测试方法，该方法包括下述步骤：
(1)把所需测试LED放置于夹具中，及通过PC机的外设把所需测试的参数输入PC机，进行预设置；
(2)由PC机预设的极性检测参数传输给PCI控制模块；
(3)由PCI控制模块向极性检测模块发出极性检测信号；
(4)极性检测模块对夹具上的LED进行极性检测，并把检测信号通过PCI控制模块上传给PC机；
(5)PC机发出测试信号及电测试参数到PCI控制模块；PC机发出光测试参数传输到光测试模块，光测试模块把PC机信号进行转化可识别信号，并驱动LED；
(6)光测试模块采集夹具上的LED光源信号，并经光测试模块的信号转化，发送至PC机；
(7)PCI控制模块对PC机信号进行信号转化，并把转化后的相应信号传输到电测试模块，可供识别，并驱动LED及夹具信号采集机构；
(8)电测试模块把通过夹具发送过来的信号回传给PCI控制模块，PCI控制模块进行信号转化并上传给PC机；
(9)PC机把收集的测试参数按预设的格式通过输出装置输出测试结果。
作为优选，上述的一种LED参数测试方法中的PC机与PCI控制模块之间通过PCI接口方式连接。
作为优选，上述的一种LED参数测试方法中的PC机预设的光测试参数传输给光测试模块之前，可以先把预设的光测试参数传输给PCI控制模块，再由PCI控制模块把光测试参数传输给光测试模块。
作为优选，上述的一种LED参数测试方法，所述的PCI控制模块有非易失性储存器，用于存储测量过程所需的各类参数，由上位机更新。
本发明的有益效果：整个方法测试方便、操作简单，测试数据可靠，按此方法设计的测试装置可实现多种性能的连续测试。
说明书附图
图1功能模块图
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作具体说明：
PC机与光测试及PCI接口之间采用PCI总线；PCI接口卡与底板间采用ICE40P扁平电缆连接；底板与电测试间用64P O型连接器，PCI接口及光测试与极性检测板间用DB9连接；
光测试实现所有光测量功能，CPU采用高性能单片机，PCI专用桥接芯片，测试时量程自动切换；
电测试实现所有电参数测量功能，包括正向电流、反向电流、正向电压、反向电压等；所有测量控制信号来自PCI接口，所有测量参数返回PCI接口；
PCI接口控制电测试的所有过程并与PC保持数据交换，包括接受来自PC的命令并上传测量结果；
底板实现电测试与PCI接口间的电气连接，与电测试用O型连接器，与PIC接口用IDC40P电缆；
极性检测板实现被测LED的极性自动判别，为选配件；夹具实现对LED的机械接口。通过PC机预设指标：
1)反向漏电流Ir：0-470uA(0.2％)
2)光通亮：0-300lm
3)峰值波长：380-780nm
4)精度：0.4nm＜600nm；1。0nm＞600nm
5)主波长：380-780nm
6)精度：1.0nm
7)色品坐标：(x、y)、(u、v)0.0008按照CIE1931和CIE1960标准
8)色温(适合白光LED)：1300-25000K0.5％f。s
9)显色指数：适合白光LED 0-100 1
本发明测试方法的操作过程：
1)初始状态下，被测LED安装到夹具上；
2)极性检测模块检测LED极性，并通过PCI控制模块上传到PC上位机；
3)PC发测试命令及测试条件到PCI控制模块；
4)PCI控制模块解释PC的测试命令，按测试条件驱动LED
5)PC发测试命令及测试条件到光测试模块；
6)PCI控制模块控制电测试模块执行相应的测试过程；
7)光测试模块解释PC的测试命令，并执行相应的测试过程；
8)光测试模块采集夹具上的LED光源信号，经A/D转化后发送至PC机；
9)PCI控制模块将电参数测试结果上传至PC机；
10)Pc机按预先设置的格式输出测试结果；
11)系统回复初始状态。
实施例：
下面是不同的测试对象，按本发明方法所测得的数值：
| 主波长(nm) | 514.7 | 627.6 | 463.6 | |
| 峰值波长(nm) | 511.0 | 638.3 | 460.1 | |
| 显色指数(Ra) | -25 | 0 | 0 | |
| 带宽(nm) | 42 | 27 | 30 | |
| 色温Tc(K) | 8979 | 0 | 0 | |
| 色纯度 | 0.708 | 1.000 | 0.984 | |
| 色品坐标(x，y) | 0.12390.6704 | 0.70460.2953 | 0.14110.0413 | |
| 色品坐标(u，v) | 0.04590.3725 | 0.54880.3451 | 0.17570.0771 | |
| 光通量(фv/mlm) | 9831.00 | 5627.00 | 2147.00 | |
| 光效率(m/W) | 7479.3161 | 7181.4637 | 1908.9705 | |
| 正向电压(Vf) | 3.7555 | 2.2387 | 3.2134 | |
| 正向电流(If) | 350 | 350 | 350 |
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于上述实施例，还可以许多的操作组合。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有情形，均应当认为是本发明的保护范围。
Claims (4)
1、一种LED参数测试方法，该方法包括下述步骤：
(1)把所需测试LED放置于夹具中，及通过PC机的外设把所需测试的参数输入PC机，进行预设置；
(2)把PC机预设的极性检测参数传输给PCI控制模块；
(3)由PCI控制模块向极性检测模块发出极性检测信号；
(4)极性检测模块对夹具上的LED进行极性检测，并把检测结果通过PCI控制模块上传给PC机；
(5)PC机发出测试信号及电测试参数到PCI控制模块；
PC机发出光测试参数传输到光测试模块，光测试模块把PC机信号转化为可识别信号，并驱动LED；
(6)光测试模块采集夹具上的LED光源信号，并经光测试模块的信号转化，发送至PC机；
(7)PCI控制模块对PC机信号进行信号转化，并把转化后的测试信号及电测试参数传输到电测试模块，可供识别，并驱动LED及夹具信号采集机构；
(8)电测试模块把通过夹具发送过来的信号回传给PCI控制模块，PCI控制模块进行信号转化并上传给PC机；
(9)PC机把收集的测试参数按预设的格式通过输出装置输出测试结果。
2、根据权利要求1所述的一种LED参数测试方法，其特征在于PC机与PCI控制模块之间通过PCI接口方式连接。
3、根据权利要求1所述的一种LED参数测试方法，其特征在于由PC机预设的光测试参数传输给光测试模块之前，可以先把预设的光测试参数传输给PCI控制模块，再由PCI控制模块把光测试参数传输给光测试模块。
4、根据权利要求1所述的一种LED参数测试方法，其特征在于PCI控制模块有非易失性储存器，用于存储测量过程所需的各类参数，由PC机更新。
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