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基于LabVIEW的LED结温与光衰监测系统设计

2010-12-02 16:06
小伊琳
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        本文将虚拟仪器应用于LED 结温和光衰的测量中,以LabVIEW 为平台开发的LED结温与光衰监测系统,以计算机为核心,配上传感器、数据采集卡和相应软件,对LED 的工作电压、工作电流以及LED 的光照度变化进行监测,实现了自动、连续、在线测量并记录数据,将结果以图形和数字两种方式显示。本系统还有简单实用、高精度、高灵敏度等特点,安全可靠,维护方便快捷,具有很好的可扩展性和应用前景,能够适用于实验室和室外众多环境。

  1.引言

  白光LED 固体光源具有传统光源不可比拟的优势:节能、环保、长寿命、安全可靠等,成为未来照明的趋势。但LED 的PN 结温度对LED 的性能有着重要的影响,会引起色温变化、波长红移、正向压降等,同时影响电子和空穴的非辐射再结合,导致光辐射功率下降,因此成为影响LED 进入普通照明领域的关键,是迫切需要解决的问题。如何测量LED 的结温,已经有了很多相关报道,比如正向电压法、管脚法、蓝白比法等等[2]。目前常用的是正向电压法,它是利用LED 电输运的温度效应,通过测量恒定工作电流下的电压来确定结温,正向电压愈小,结温愈高且基本呈线性关系。本系统基于LabVIEW 图形化软件平台而开发的一种虚拟仪器,目的是在LED 恒定电流工作过程中,通过实时监测正向工作电压而实现对结温的间接测量,同时监测LED 发光强度变化,即通过光照度的变化监测LED 照明灯的光衰。

  2.系统总体设计

  2.1 硬件设计

  LED 结温与光衰监测系统是把非电压信号转化为电压信号,经采集卡采集后由计算机读取、处理、显示、存储。硬件设计部分由驱动电路、照度计探头、数据采集卡、计算机组成。其中驱动电路不在系统设计范围内,是被测量对象。系统信号采集示意图见图1。

系统信号采集示意图

图1 系统信号采集示意图

  本示意图中电路采用的是电容降压 LED 驱动电路,具有很好的恒流作用。负载为同一批次、物理参数基本相同的18 只小功率LED。所有信号由采集卡采集,通过USB 接口与计算机连接,然后由应用程序完成对采集卡的控制和数据记录与分析。利用计算机使系统软件和采集硬件结合,就可以实现实时数据采集、记录、波形显示,多路信号的同时采集且生成相应的数据表格。

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