一款高精度低成本的LED老化測試的解決方案

本文所介紹的一種LED照明產品長時間通電老化試驗的方案，主要說明了如何結合系統(tǒng)中的硬件產品，和主要的監(jiān)控軟件，實現(xiàn)最大程度的發(fā)揮電源在老化系統(tǒng)中的作用，提高多個LED 產品老化測試的同時性和自動化性，得到最準確的監(jiān)控數據以及最大程度的節(jié)約人力成本的目標。該系統(tǒng)已經應用到實際的老化試驗中，并將進一步在LED 行業(yè)中推廣和應用。

LED 發(fā)光的原理

中國LED 產業(yè)起步于20 世紀70 年代。經過30 多年的發(fā)展，中國LED 產業(yè)已初步形成了包括LED 外延片的生產、LED 芯片的制備、LED 芯片的封裝以及LED 成品應用在內的較為完整的產業(yè)鏈。

LED 照明的LED 是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs(砷化鎵)、GaP(磷化鎵)、GaAsP(磷砷化鎵)等半導體制成的，其核心是PN 結。因此它具有一般P-N 結的I-N 特性，即正向導通，反向截止、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下，電子由N 區(qū)注入P 區(qū)，空穴由P 區(qū)注入N 區(qū)。進入對方區(qū)域的少數載流子(少子)一部分與多數載流子(多子)復合而發(fā)光。假設發(fā)光是在P 區(qū)中發(fā)生的，那么注入的電子與價帶空穴直接復合而發(fā)光，或者先被發(fā)光中心捕獲后，再與空穴復合發(fā)光。除了這種發(fā)光復合外，還有些電子被非發(fā)光中心(這個中心介于導帶、介帶中間附近)捕獲，而后再與空穴復合，每次釋放的能量不大，不能形成可見光。

市場對LED 照明產品的要求

LED 光源有人稱它為長壽燈，意為永不熄滅的燈。固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，燈體內也沒有松動的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點，使用壽命可達6 萬到10 萬小時，比傳統(tǒng)光源壽命長10 倍以上。因此，要達到這樣的理想狀態(tài)，抗老化能力顯得尤為重要。

LED 照明產品的老化測試

LED背光及照明產品的長時間老化試驗是一個非常重要的測試，通過老化測試可以及早發(fā)現(xiàn)LED 產品在長期使用中可能產生的光衰、色溫變化、漏電等故障，有利于產品性能的穩(wěn)定。ITECH電源和老化測試軟件主要應用于LED 背光及照明產品的老化測試。

LED 照明產品老化測試的結果和使用的設備有很大的關系，老化設備和LED 照明產品，必須保證在充分散熱的情況下，確定最佳的老化時間，通過老化系統(tǒng)監(jiān)控數據，進行分析對比，以得到最精準的測試數據，從而達到生產和試驗的目的。

LED 老化測試中應用的電源和老化系統(tǒng)應具備的特點

由于LED 的工作電流非常特殊，故需要有專業(yè)的測試系統(tǒng)才能得到可靠的數據?？傮w上，在LED 老化測試中應用的電源和老化系統(tǒng)應具備如下特點：

1、高功率比的數控直流電源供應器，有寬廣的電壓電流使用率，應用范圍廣泛；

2、可自動控制電壓及電流的變化率，最大可能的降低成本；

3、高精度及高分辨率；

4、低噪聲及紋波；

5、盡量小的體積，節(jié)約空間；

LED 老化測試系統(tǒng)的搭建

LED老化測試系統(tǒng)，由直流電源與控制軟件搭建而成，具體如下圖所示：

注：上圖中使用的電源型號為ITECH IT6720，老化控制軟件型號為ITECH IT9100

下圖是使用該測試系統(tǒng)在老化測試過程中，用戶觀察到的界面截圖：

在此界面中，可以同時觀測到16*32 個通道的LED 照明或背光產品的老化?？偣卜譃?6 組，每組可達32 個通道， 并用數組表示。界面上每個方塊代表一個通道，當該通道配置時，該通道方塊呈灰色。用顏色來區(qū)分不同的運行狀態(tài)，能使用戶在使用過程中更加清晰、簡便、快速的觀測到任何細微的變化。通常來說，為了符合人們的習慣，不同顏色所表示的功能如下：

灰色：已配置或運行停止

黃色：通訊失敗

紅色：運行發(fā)生錯誤

綠色：通訊及運行都很正常

選用此LED 老化測試方案的優(yōu)勢

選用靈活配比的電源，結合支持多通道的老化監(jiān)控軟件，可實現(xiàn)同時對上百個LED的老化監(jiān)控測試。

這個方案的優(yōu)勢在于：

1) 電源體積小巧、標準，可以放置在標準的儀器柜上，搭置老化系統(tǒng)可以根據實際情況，容易設計和擺放。避免了特殊定制老化測試系統(tǒng)柜的繁雜工作；

2) 使用的可編程電源，操作方便，并且具有高精確度、穩(wěn)定性強的特點；

3) 智能風扇控制，噪音?。?/p>

4) 可以通過軟件，批量設定老化的值并可以檢測每一個LED 照明產品的工作狀態(tài)；

5) 在老化試驗臺長時間持續(xù)工作的時候，一般為72H ， 無需有值班人員守候；

6) 利用監(jiān)控軟件，可以自動記錄數據，便于分析；

7) 價格合理，搭建簡單，未來的可擴展性強，非常適合此領域的應用。

結論

LED 發(fā)光的特性，對LED照明產品老化測試的方案提出了特殊要求。上文中介紹的LED 老化測試方案，可廣泛應用于LED 照明以及背光產品的老化測試，并且表現(xiàn)堪稱完美。選擇專業(yè)應用于LED 行業(yè)的電源及控制軟件，搭建上述測試系統(tǒng)，可得到最為精準、有效地數據。