[实用新型]一种基于USB总线的快速LED电参数和光通量采集系统

说明书

技术领域

本实用新型属于LED电参数和光通量测量与分选领域，具体是指一种能够完成LED供电、LED电参数和光通量的快速测量与分选的系统，能够用于LED研发、LED生产过程中LED参数一致性检测与分选的系统。

背景技术

研究机构IHS最新发布的调查报告表明，2015年全球半导体营收超过3500亿美元，同比增长超过9%，是近四年来的最好成绩，其中LED（发光管或发光二极管）市场增长超过10%，是连续第14年的增长。近年来，我国LED产业发展迅速，产能已居世界前列。随着LED照明等应用的进一步深化，对LED的一致性提出了更高的要求，尤其是当LED被用作阵列和显示屏的显示器件时，如果多个LED的光电参数存在着差异，波长和亮度必然存在着较大的离散型和不均匀性。因此单颗LED在出厂前，必须进行分选，以保证其光电参数的一致性。LED的电参数和光通量作为LED分选的重要组成部分，其测量的速度和准确性直接决定了LED分选的产能和分选的准确性。

目前，LED分选设备主要由机械传送和进料装置，光谱卡，电参数测试卡和光通量采集卡等部分组成。其中，光谱卡主要用于采集LED的光参数，光通量采集卡用于采集光通量，电参数卡用于LED的供电和LED的电参数测量。它们分别将采集到的数据通过USB、PCI总线或者串口传输给工控机，在工控机上完成LED光电参数的计算、分BIN和机械传送和进料装置的控制。国内生产LED分选机测试系统的厂家很多，如深圳赐丰电子科技，上海则立思电子科技，杭州中为光电等，这些厂家的系统基本都由LED横流供电模块、LED电参数检测模块、光通量检测模块、光谱卡和数据采集卡等子系统组成，各个模块独立工作，相互配合，完成LED光电参数检测和系统机械装置的控制。其主要问题是各个模块为了追求各自的稳定性，无法与系统紧密配合，降低了速度同时，也无法发挥其高效率；具体表现在高速LED分选系统中（大于4万颗LED每小时），为了加快分选速度，往往通过设置较小的积分时间来降低单颗LED的分选时间。这么操作的后果是，由于光谱卡采集到的信号较弱，信噪比低，计算出来的LED的光参数的波动性较大，容易出现误判，在系统性能指标上的表现为回Bin率不高。

发明内容

本实用新型的目的是为了提高高速LED分选效率的问题，提供一种基于USB总线的快速LED电参数和光通量采集系统。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于USB总线的快速LED电参数和光通量采集系统，包括LED供电与光通量检测板卡和LED电参数检测与控制板卡，所述LED供电与光通量检测板卡和LED电参数检测与控制板卡通过数据线连接完成数据的传输与控制。LED供电与光通量检测板卡和LED电参数检测与控制板卡之间采用数据线，优选为16根并口线进行通信，实现数据的快速传输。

进一步，所述LED供电与光通量检测板卡包括LED供电电路和光通量采样电路两部分， LED供电电路包括分别与恒流源电路连接的采用两个LM5085芯片的双路供电电压电路、DAC8552芯片控制电路、正向供电电压的检测与控制电路，所述采用两个LM5085芯片的双路供电电压电路、正向供电电压的检测与控制电路连接；所述光通量采样电路包括两路光度探头信号放大电路、光度探头的电流电压转换电路，所述光度探头的电流电压转换电路与两路光度探头信号放大电路连接。

进一步，所述恒流源电路包括开关电源或外部输入电源。

进一步，所述采用两个LM5085芯片的双路供电电压电路中的两个LM5085芯片分别生成正向供电电压和反向漏电测量供电电压, 所述生成正向供电电压的LM5085芯片与恒流源电路中的达林顿三极管TIP122连接，所述生成反向漏电测量供电电压的LM5085芯片与DAC8552芯片控制电路连接，恒流源电路中的达林顿三极管TIP122与电流采样电阻R3和电流采样电阻R4之间的节点连接，通过控制电流采样电阻R3和电流采样电阻R4上面的电压来实现恒流控制。

进一步，所述恒流源电路与正向供电电压的检测与控制电路连接，所述正向供电电压的检测与控制电路采用OP162芯片进行LED正向电流的采集。

进一步，所述光通量采样电路采用轨到轨运放AD162芯片实现，其中光度探头的电流电压转换电路中的芯片U13实现光度探头输出的电流转换成电压信号，再经两路光度探头信号放大电路中的芯片U12和芯片U14进行输出信号的两路放大。