基于LabVIEW的LED結(jié)溫與光衰監(jiān)測系統(tǒng)

摘要：本文將虛擬儀器應(yīng)用于LED 結(jié)溫和光衰的測量中，以LabVIEW 為平臺開發(fā)的LED結(jié)溫與光衰監(jiān)測系統(tǒng)，以計(jì)算機(jī)為核心，配上傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和相應(yīng)軟件，對LED 的工作電壓、工作電流以及LED 的光照度變化進(jìn)行監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)、連續(xù)、在線測量并記錄數(shù)據(jù)，將結(jié)果以圖形和數(shù)字兩種方式顯示。本系統(tǒng)還有簡單實(shí)用、高精度、高靈敏度等特點(diǎn)，安全可靠，維護(hù)方便快捷，具有很好的可擴(kuò)展性和應(yīng)用前景，能夠適用于實(shí)驗(yàn)室和室外眾多環(huán)境。

　　1．引言

　　白光LED 固體光源具有傳統(tǒng)光源不可比擬的優(yōu)勢：節(jié)能、環(huán)保、長壽命、安全可靠等，成為未來照明的趨勢。但LED 的PN 結(jié)溫度對LED 的性能有著重要的影響，會(huì)引起色溫變化、波長紅移、正向壓降等，同時(shí)影響電子和空穴的非輻射再結(jié)合，導(dǎo)致光輻射功率下降，因此成為影響LED 進(jìn)入普通照明領(lǐng)域的關(guān)鍵，是迫切需要解決的問題。如何測量LED 的結(jié)溫，已經(jīng)有了很多相關(guān)報(bào)道，比如正向電壓法、管腳法、藍(lán)白比法等等[2]。目前常用的是正向電壓法，它是利用LED 電輸運(yùn)的溫度效應(yīng)，通過測量恒定工作電流下的電壓來確定結(jié)溫，正向電壓愈小，結(jié)溫愈高且基本呈線性關(guān)系。本系統(tǒng)基于LabVIEW 圖形化軟件平臺而開發(fā)的一種虛擬儀器，目的是在LED 恒定電流工作過程中，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測正向工作電壓而實(shí)現(xiàn)對結(jié)溫的間接測量，同時(shí)監(jiān)測LED 發(fā)光強(qiáng)度變化，即通過光照度的變化監(jiān)測LED 照明燈的光衰。

　　2．系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

　　2.1 硬件設(shè)計(jì)

　　LED 結(jié)溫與光衰監(jiān)測系統(tǒng)是把非電壓信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，經(jīng)采集卡采集后由計(jì)算機(jī)讀取、處理、顯示、存儲。硬件設(shè)計(jì)部分由驅(qū)動(dòng)電路、照度計(jì)探頭、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)組成。其中驅(qū)動(dòng)電路不在系統(tǒng)設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，是被測量對象。系統(tǒng)信號采集示意圖見圖1。

圖1 系統(tǒng)信號采集示意圖

　　本示意圖中電路采用的是電容降壓 LED 驅(qū)動(dòng)電路，具有很好的恒流作用。負(fù)載為同一批次、物理參數(shù)基本相同的18 只小功率LED。所有信號由采集卡采集，通過USB 接口與計(jì)算機(jī)連接，然后由應(yīng)用程序完成對采集卡的控制和數(shù)據(jù)記錄與分析。利用計(jì)算機(jī)使系統(tǒng)軟件和采集硬件結(jié)合，就可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、記錄、波形顯示，多路信號的同時(shí)采集且生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)表格。