CN107462845A

CN107462845A - Led光源产品电特性参数单工位多参数智能测试装置及方法

Info

Publication number: CN107462845A
Application number: CN201710627557.1A
Authority: CN
Inventors: 刘桂雄; 陈伟标; 黄坚
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2017-07-28
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2017-12-12
Anticipated expiration: 2037-07-28
Also published as: CN107462845B

Abstract

本发明公开了一种LED光源产品电特性参数单工位多参数智能测试装置及方法，所述装置包括：上位机与电源模块、线路切换控制器模块、电参数测量模块、显示模块、输入模块及数据库通过通讯线缆连接，进行通讯并控制；电源模块，工作于电流源模式或电压源模式，并根据测试需求输出所需测试电流或电压；电参数测量模块，用于测量通过LED的电参数，并传输LED电参数到上位机进行处理与分析，将处理与分析后的数据存储于数据库中；线路切换控制器模块，与被测LED连接，并根据测试需要接通或断开被测LED；显示模块，实时显示测试过程的电参数数据；数据库，用于记录测试过程中的电参数数据。

Description

LED光源产品电特性参数单工位多参数智能测试装置及方法

技术领域

本发明属于电特性参数测试技术领域，尤其涉及一种LED光源产品电特性参数单工位多参数智能测试装置及测试方法。

背景技术

LED光源产品是照明产品中最基本的元器件之一，其质量极大程度上决定着照明产品的质量，稳定、可靠、准确地对其进行的电特性参数测试十分重要。电特性参数测试是LED光源产品质量检测主要的测试项目，包括额定电压测试、额定电流测试、额定功率测试、最大限制功率测试、最大允许工作电流测试、最大允许反向电压测试、最大允许脉冲高度测试。各个电特性参数测试项目的测试流程不同，所需电流、电压、通电时间也不同。单个LED进行电参数测试时，往往需要对其进行多项不同的电特性参数测试，以更好地分析该LED的性能与质量。传统人工测试过程中，进行某项电参数测试前需要将电源输出调至所需电流或电压，将测试线路连接好后再接入被测LED,再从功率计等读取电参数，完成此项测试后再进行下一项电参数测试，整个测试过程需要人工频繁改变电源输出、切换电路、抄读数据，测试效率低，且测试数据不可溯源。各项电特性参数测试其测试强度不同，对被测LED存在一定的破坏性，故进行多项电特性参数测试时，应先执行强度较低且时间较短的测试项目，使测试更加稳定、可靠、准确。

本发明公开了一种LED光源产品电特性参数单工位多参数智能测试装置，该装置能够对LED光源产品进行多项电特性参数自动测试，并将测试过程的电参数数据存储于数据库中，实现数据可溯源，并结合任务优先级算法，对不同的测试项目进行排序，极大提高了测试效率与可靠性。

上述具体专利对比文件和相关文献为：

1)、“LED灯电参数检测系统”，专利号CN205210253U。该实用新型提供一种LED灯电参数检测系统，包括灯座、电参数测量仪、单片机和显示器。灯座用于安装待测LED灯，并于电参数测量仪连接，电参数测量仪将测得的电参数传输给单片机，并通过显示器显示。该检测系统能检测单个LED单项电参数是否符合要求，但不适用于测试流程较复杂的电特性参数测试及多电特性参数测试。

2)、“一种LED颗粒功率自动测试仪”，专利号CN204422646U。该实用新型公开了一种LED颗粒功率自动测试仪，将需要检测功率的LED颗粒放在LED颗粒夹持器中固定，检测单元与LED颗粒连接，通过检测额定正向电压及正向电流，进而确定LED颗粒的额定功率。该装置能快速检测LED颗粒的功率，但其只有电参数显示功能，并不涉及电参数数据记录、处理、分析功能。

3)、“一种多通道LED灯具电参数检测装置”，专利号CN203396925U。该实用新型公开了一种多通道LED灯具电参数检测装置，该装置包括微处理器、电参数计算模块、阵列切换模块、通信模块、数据备份接口模块及电源模块。该装置能对多路LED灯具运行时的电压、电流、功率状态进行检测、识别和评估，但并不提供可变电流或电压进行多项电特性参数测试；

4)、“一种多功能半导体电学性质快速测试装置及方法”，专利号CN106908683U。该发明公开了一种多功能半导体电学性质快速测试装置及方法，该装置包括多功能样品杆、管式加热炉、双排端子接线板和电学性质测试仪表，其电学性质测试仪表的四根导线与一个可插拔四端子导线插座连接，该插座有三个接头，分别连接不同测试样品，通过将对应的四端子插头、插座进行插拔，可进行测试样品或测试功能的切换。该发明进行测试功能切换时，需要人手工进行线路切换，无法进行多电特性参数测试电路的自动切换，且不涉及电参数数据记录、处理、分析功能。

5)、中国科学院软件研究所的金宏、王宏安、王强、戴国忠在2003年03期的《软件学报》上的《一种任务优先级的综合设计方法》，该文章提出了一种基于优先级表设计的调度算法，将任务的相对截止期和空闲时间这两个特征参数结合起来,综合设计任务的优先级表,使得截止期越早或空闲时间越短,任务的优先级越高,而且任务的优先级由相对截止期和空闲时间惟一确定。在对LED进行多电特性参数测试中，各测试项目的相对截止期和空闲时间对于测试并不是关键，各测试的优先级应由该测试项目的测试难度与测试强度决定。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种LED光源产品电特性参数单工位多参数智能测试装置及方法，该装置和方法能够对LED光源产品进行多项电特性参数自动测试，并将测试过程的电参数数据存储于数据库中，实现数据可溯源；结合任务优先级算法，对不同的测试项目进行排序，提高了测试效率与可靠性。

本发明的目的通过以下的技术方案来实现：

LED光源产品电特性参数单工位多参数智能测试装置，包括：

上位机、电源模块、电参数测量模块、线路切换控制器模块、显示模块、输入模块和数据库；所述

上位机与电源模块、线路切换控制器模块、电参数测量模块、显示模块、输入模块及数据库通过通讯线缆连接，进行通讯并控制；

电源模块，工作于电流源模式或电压源模式，并根据测试需求输出所需测试电流或电压；

电参数测量模块，用于测量通过LED的电参数，并传输LED电参数到上位机进行处理与分析，将处理与分析后的数据存储于数据库中；

线路切换控制器模块，与被测LED连接，并根据测试需要接通或断开被测LED；

显示模块，实时显示测试过程的电参数数据；

数据库，用于记录测试过程中的电参数数据。

LED光源产品电特性参数单工位多参数智能测试方法，包括以下步骤：

步骤A、选择所需LED的电特性参数测试项目，输入各个电参数测试项目测试过程中所需电流和电压；

步骤B、建立测试项目集、测试强度集和测试难度集，利用任务优先级公式，求出每个测试项目的优先级，即对多个测试项目的测试顺序进行调度；

步骤C、按照优先级从低到高的顺序依次对LED各个电特性参数进行测试。

与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：

能够对LED光源产品进行多项电特性参数自动测试，并将测试过程的电参数数据存储于数据库中，实现数据可溯源；结合任务优先级算法，对不同的测试项目进行排序，提高了测试效率与可靠性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是LED光源产品电特性参数单工位多参数智能测试装置结构图；

图2是LED光源产品电特性参数单工位多参数智能测试装置测试方法流程图；

图3是LED光源产品电特性参数单工位多参数智能测试装置详细测试方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述。

如图1所示，为LED光源产品电特性参数单工位多参数智能测试装置，包括：上位机101、电源模块102、电参数测量模块104、线路切换控制器模块103、显示模块105、输入模块106和数据库107；所述

线路切换控制器模块，通过电缆与被测LED的正负极连接，并根据测试需要接通或断开被测LED；

显示模块，提供人机交互界面，实时显示测试过程的电参数数据；

数据库，用于记录测试过程中的电参数数据。

上述电源模块受上位机的控制工作于电流源模式或电压源模式；且电源模块的正负极输出端通过电缆与所述线路切换控制器模块连接。

上述电参数测量模块的电压测量端正负极与电流测量端正负极通过电缆与线路切换控制器模块连接；

上述线路切换控制器模块，通过电缆与被测LED的正负极连接。

上述线路切换控制器模块根据测试需要切换电源模块、电参数测量模块与被测LED之间的电路连接方式，使电源的正负极以正向接法或反向接法接入被测LED，以及使电参数测量模块以内接法或外接法测量被测LED电参数。

上述线路切换控制器模块上安装有急停开关，当测试过程中触发急停开关，线路切换控制器模块将被测LED断开被测线路，并通知上位机暂停测试程序；且当上位机与线路切换控制器模块通讯断开时，线路切换控制器模块能自动将被测LED断开测试线路。

上述装置内部已保存各电特性参数测试项目的测试流程，即各电特性参数测试项目的通电方式、通电次序、通电时间等，使用时只需选择测试项目，输入各测试项目所需电压或电流即可。

如图2所示，本实施例还提供了一种LED光源产品电特性参数单工位多参数智能测试装置的测试流程，下面参考图3，详细说明本发明实例的测试方法流程具体步骤，包括：

步骤10、通过输入模块选择所需LED的电特性参数测试项目，输入各个电参数测试项目测试过程所需电流、电压；

步骤20、建立测试项目集、测试强度集、测试难度集，利用任务优先级公式，求出每个测试项目的优先级，即对多个测试项目的测试顺序进行调度。其中，

1、设所需电特性参数测试项目数为N，则测试项目集、测试强度集、测试难度集分别为：

测试项目集Test[N]：被测LED的N个电特性参数测试项目，Test[n]代表第n个测试项目；

测试强度集σ[N]：设Test[n]所需电流最大值为I_max，电压最大值为V_max，设被测LED的额定电流为I_std，额定电压为V_std，则有测试强度集σ[N]，其中，

测试难度集D[N]：设T_n为Test[n]的测试所需时间，S_n为Test[n]测试过程中线路切换控制器模块的切换次数，W_n为测试过程中的设备利用率，则Test[n]的测试难度D[n]＝ρ₁T_n+ρ₂S_n+ρ₃W_n，其中ρ₁、ρ₂、ρ₃为加权系数。

2、N个测试项目的执行顺序，即优先级，由σ[N]与D[N]决定。设D[n]在D[N]中的由小到大排序为d，σ[n]在σ[N]中由小到大的排序为σ，Test[n]的优先级与σ[n]在σ[N]中的排序以及D[n]在D[N]中的排序有关，即Test[n]的优先级与d，σ有关，设Test[n]的优先级为P(n,d,σ)，并令

当d+σ-1≤N时

当d+σ-1＞N时

其中，

a_k＝k,k＝1,2,…N；a_N+k＝a_N-k,0＜k＜N；

步骤30、按照优先级从低到高的顺序依次对LED进行各个电特性参数测试。其具体步骤为：

①设临时变量i＝1；

②令n＝1，若Test[n]≠i，则n＝n+1，重复②，若Test[n]＝i，则执行③；

③此时，应该进行优先级为i的测试项目Test[n]，上位机控制线路切换控制器模块，将测试线路切换为测试项目Test[n]所需的电路接线模式，并接入被测LED；

④上位机控制电源模块按照测试需求输出该测试项目所需电流或电压；

⑤电参数测量模块测量LED的电参数信息并上传至上位机进行处理、存储、分析；

⑥若该测试项目测试过程中需要改变电路接线或电压、电流大小，则上位机控制电源模块与线路切换控制器模块做出相应改变；

⑦经过T_n时间过后，上位机控制线路切换控制器模块，断开被测LED与电源模块和电参数测量模块的连接；

⑧若i＜N，则i＝i+1，并执行②，进行下一个测试项目，否则结束测试。

下面以具体实施例详细说明：

实施例1

在本例中，上位机为普通PC，输入模块为键盘、鼠标，显示模块为显示器，数据库为安装在上位机上的EXCEL软件，电参数测量模块为横河功率计WT210，电源模块为远方稳流稳压源WY12010，线路切换控制器模块为PLC、继电器与导线组成。

本例中，所测试对象为LED标准光组件。

通过鼠标与键盘选择测试项目，所测试电参数项目为最大允许反向电压测试。本例中电参数测试项目只有一个，故无需求该测试项目的优先级。

最大允许反向电压测试的测试流程为：把电压源的正负极通过开关分别接入组件的负极和正极，调节电压源输出为组件允许反向电压,接通开关60秒之后,在额定输入下应能正常然点15分钟。

测试开始时，上位机控制线路切换控制器模块，将测试电路的电源输入线路切换为反向接法，将功率计的测量电路切换为内接法，将被测LED接入测试线路；上位机控制电源模块工作于电压源模式，并控制电源输出被测LED的最大允许反向电压，此时，功率计开始测量LED的电参数，并上传至上位机进行处理、分析，上位机将接收到的数据按照一定格式存储于EXCEL表格中。60秒后，上位机控制电源断开输出，并控制线路切换控制器模块将电源输入线路切换为正向接法，上位机控制电源输出被测LED的额定电压，功率计继续测量LED的电参数。15分钟后，电源断开输出，线路切换控制器模块断开被测LED，完成测试。

实施例2

本例中，所测试对象为LED标准光组件。

通过鼠标与键盘选择测试项目，所测试电参数项目为最大允许脉冲高度测试、最大允许工作电流测试、最大允许反向电压测试、额定功率测试，则N＝4，Test[1]为最大允许脉冲高度测试，Test[2]为最大允许工作电流测试，Test[3]为最大允许反向电压测试，Test[4]为额定功率测试，并输入各个测试项目所需的电流与电压。

其中，各测试项目的测试时间T₁＝165min，T₂＝15min，T₃＝16min，T₄＝15min，S₁＝12，S₂＝2，S₃＝3，S₄＝2，W₁＝12％，W₂＝100％，W₃＝100％，W₄＝100％，令ρ₁＝0.01，ρ₁＝0.1，ρ₃＝2，根据D[n]＝ρ₁T_n+ρ₂S_n+ρ₃W_n，则有D[1]＝3.09，D[2]＝2.35，D[3]＝2.46，D[4]＝2.35。

各测试项目的相对测试强度σ[1]＝150％，σ[2]＝120％，σ[3]＝120％，σ[4]＝100％，则有

D[2]≤D[4]＜D[3]＜D[1]

σ[4]＜σ[2]≤σ[3]＜σ[1]

根据优先级公式，可得，P(1,4,4)＝16，P(2,1,2)＝3，P(3,3,3)＝12，P(4,2,1)＝2，则有P(4,2,1)＜P(2,1,2)＜P(3,3,3)＜P(1,4,4)。

按照优先级从低到高的顺序依次，对LED进行各个电特性参数测试。即第1个测试项目为额定功率测试，第2个测试项目为最大允许工作电流测试，第3个测试项目为最大允许反向电压测试，第4个测试项目为最大允许脉冲高度测试。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.LED光源产品电特性参数单工位多参数智能测试装置，其特征在于，所述装置包括：上位机、电源模块、电参数测量模块、线路切换控制器模块、显示模块、输入模块和数据库；所述

显示模块，实时显示测试过程的电参数数据；

数据库，用于记录测试过程中的电参数数据。

2.如权利要求1所述的LED光源产品电特性参数单工位多参数智能测试装置，其特征在于，

所述电源模块受上位机的控制，工作于电流源模式或电压源模式；且电源模块的正负极输出端通过电缆与所述线路切换控制器模块连接；

所述线路切换控制器模块通过电缆与被测LED的正负极连接。

3.如权利要求1所述的LED光源产品电特性参数单工位多参数智能测试装置，其特征在于，所述电参数测量模块的电压测量端正负极与电流测量端正负极通过电缆与线路切换控制器模块连接。

4.如权利要求1所述的LED光源产品电特性参数单工位多参数智能测试装置，其特征在于，所述线路切换控制器模块根据测试需要切换电源模块、电参数测量模块与被测LED之间的电路连接方式，使电源的正负极以正向接法或反向接法接入被测LED，以及使电参数测量模块以内接法或外接法测量被测LED电参数。

5.如权利要求1所述的LED光源产品电特性参数单工位多参数智能测试装置，其特征在于，所述线路切换控制器模块上安装有急停开关，当测试过程中触发急停开关，线路切换控制器模块将被测LED断开被测线路，并通知上位机暂停测试程序；且当上位机与线路切换控制器模块通讯断开时，线路切换控制器模块能自动将被测LED断开测试线路。

6.LED光源产品电特性参数单工位多参数智能测试方法，其特征在于，所述测试方法包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的LED光源产品电特性参数单工位多参数智能测试方法，其特征在于，所述步骤B中，设所需电特性参数测试项目数为N，则测试项目集Test[N]为：被测LED的N个电特性参数测试项目，Test[n]代表第n个测试项目；

测试强度集σ[N]为：设Test[n]所需电流最大值为I_max，电压最大值为V_max，设被测LED的额定电流为I_std，额定电压为V_std，则有测试强度集σ[N]，其中，

测试难度集D[N]为：设T_n为Test[n]的测试所需时间，S_n为Test[n]测试过程中线路切换控制器模块的切换次数，W_n为测试过程中的设备利用率，则Test[n]的测试难度D[n]＝ρ₁T_n+ρ₂S_n+ρ₃W_n，n∈[1,N]，其中ρ₁、ρ₂、ρ₃为加权系数。

8.如权利要求6所述的LED光源产品电特性参数单工位多参数智能测试方法，其特征在于，所述步骤B中，测试项目的优先级公式为：

N个测试项目的执行顺序，即优先级，由σ[N]与D[N]决定，设D[n]在D[N]中的由小到大排序为d，σ[n]在σ[N]中由小到大的排序为σ，Test[n]的优先级与σ[n]在σ[N]中的排序以及D[n]在D[N]中的排序有关，即Test[n]的优先级与d，σ有关，设Test[n]的优先级为P(n,d,σ)，并令

当d+σ-1≤N时；

当d+σ-1＞N时；

其中，a_k＝k,k＝1,2,…N；a_N+k＝a_N-k,0＜k＜N。

9.如权利要求6或7所述的LED光源产品电特性参数单工位多参数智能测试方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：

(1)从所有测试项目中，找出优先级排序为i的测试项目，设为Test[n]，其中，i为临时变量，i＝1；

(2)由上位机控制线路切换控制器模块，将测试线路切换为测试项目Test[n]所需的电路接线模式，并接入被测LED；

(3)上位机控制电源模块按照测试需求输出测试项目所需电流或电压；

(4)由电参数测量模块测量LED的电参数信息并上传至上位机进行处理、存储与分析；

(5)若测试项目测试过程中需要改变电路接线或电压、电流大小，则上位机控制电源模块与线路切换控制器模块做出相应改变；

(6)经过T_n时间过后，上位机控制线路切换控制器模块，断开被测LED与电源模块和电参数测量模块的连接；

(7)若i＜N，则i＝i+1，并执行(1)，进行下一个测试项目，否则结束测试，其中，N为测试项目的个数。