CN210376578U - 一种led试验自动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种LED试验自动控制系统，对一组串联的LED样品进行通电试验，并输出试验电流；在一组LED样品中出现失效样品时，自动短接失效样品，并记录失效样品的编号及失效时间，直至达到试验截止条件。本实用新型控制逻辑简单，试验保障性佳，系统可靠稳定，非常利于推广使用。
Description
技术领域
本实用新型属于光电器件测试技术领域，尤其涉及一种LED试验自动控制系统。
背景技术
发光二极管，即发光LED器件是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能。LED具有效率高、光色纯、应用灵活、光线质量高等优异特点，发光二极管在许多光电控制设备中用作光源，在电子设备中用作信号显示器。
然而LED在使用过程中，由于电流及外界环境的影响，其会不可避免的发生老化。LED的老化主要包括芯片的老化以及封装的老化。芯片的老化机理，包括热量积累导致的热机械应力加强、芯片裂纹扩大，工艺不良导致的芯片粘结层完全脱离粘结面等。封装的老化机理主要是高温与潮湿导致封装材料劣化，水汽渗入封装材料内部，导致引线变质、PCB铜线锈蚀，随水汽引入的可动导电离子会驻留在芯片表面，从而造成漏电。老化的LED灯发光效率会大大降低，光色的纯度下降，甚至发生烧毁。
但是LED的老化不易直接观察判断，由于应用数量巨大，也不易通过全部检测来判断。作为现代化节能环保的灯具，一旦发生老化或烧毁，电路将失去指示功能，对维修工作带来巨大的影响。这种现象对于某些重要电路，存在重大的安全隐患。
现有技术中，LED测试技术包括LED电压测量、电流测量、分光检测技术等。这些检测的主要目的是生产厂家对新LED产品进行性能测试与筛选，并不关注LED的老化状态。目前LED老化检测存在如下问题：
1)老化试验的时间很长，需要实时对LED灯进行老化参数的检测。
2)为使试验电流一致，LED试验回路为串联形式，当某个LED断路后，其它LED即失去电源，须等待人工恢复方可继续试验。如果间断时间过长，会影响寿命评估结果的准确性。
鉴于此，本实用新型提出了一种可靠的、高效率的LED试验自动控制系统，能够成功地解决上述问题。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型提出一种LED试验自动控制系统，能够自动调节电源模块的输出电流，能够实时监测各个LED的工作状态，能够自动判断失效模式并短接失效的个体，从而使其它LED样品自动恢复供电，以解决现有技术中存在的问题。
实用新型内容：一种LED试验自动控制系统，所述自动控制系统对一组串联的LED样品进行通电试验，并输出试验电流；在一组LED样品中出现失效样品时，自动短接失效样品，并记录失效样品的编号及失效时间，直至达到试验截止条件。该方案可自动短接失效样品，恢复试验，方便可靠。
作为优选，所述自动控制系统对一组串联的LED样品进行通电试验，并用可编程恒流源输出试验电流。可编程恒流源电流可控恒流，确保试验的准确性与连续性。
具体地，包括：输入模块、电源模块、电流取样模块、监测与隔离模块、控制模块、驱动模块、执行模块；
输入模块：与控制模块连接，用以输入试验电流预设值，提供给控制模块；
电源模块：与控制模块连接，为LED样品提供试验电流；LED样品通试验电流后具有状态信息；所述状态信息包括LED样品的编号信息；
电流取样模块：得到LED样品的试验电流，当试验电流变化时，反馈给控制模块，控制模块使电源模块调整试验电流恢复至电流预设值；
监测与隔离模块：对每个LED样品的状态进行监测，当监测到有LED样品失效时，将相应LED样品失效的状态信息反馈给控制模块；并对控制模块与LED样品组的电信号进行隔离，从而保护控制模块；
控制模块：监测、调节电源模块的试验电流；接收监测与隔离模块发出的LED样品的失效状态信息，并发出电信号给驱动模块，同时读出LED样品失效的时间信息；
驱动模块：与控制模块连接，接收控制模块发出的电信号，并驱动执行模块动作；
执行模块：由驱动模块驱动，短接失效的LED样品。具体化的方案更具可靠性和连续性，具有全自动试验、信息全面的特点。
进一步，还包括显示模块：与控制模块连接，显示电源模块提供的试验电流的大小以及LED样品的状态信息。显示模块方便实时显示状态信息，提高了人机交互，使试验者便于操作和反馈。
进一步，还包括存储与打印模块：与控制模块连接，接收控制模块发出的电信号，存储与打印失效的LED样品的编号信息及失效时间信息。存储与打印模块极其方便记录失效样品的信息，加快了形成试验档案的效率。
进一步，电流取样模块在试验电流漂移时，反馈给控制模块，控制模块使电源模块调整试验电流恢复至电流预设值。
具体地，所述LED样品的光通量减少50％以上时，该LED样品为失效LED样品。失效LED样品检测光通量判断失效的方式，具有灵敏可靠的特点。
具体地，所述LED试验自动控制系统达到试验截止条件时，所述LED试验自动控制系统停止工作。停止工作节约试验能耗。
进一步，所述试验截止条件为：失效的LED样品数量占LED样品总数量的2/3。试验截止条件以失效样品的数量比例作为判断依据符合客观实际的判断标准。
进一步，所述状态信息包括LED样品的编号信息、电流信息、光通量信息。编号信息、电流信息、光通量信息是试验过程中可以直接读出的信息，便于追溯查找。
和现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的LED试验自动控制系统，装置全自动，试验条件简单方便，输出结果可靠。输入模块、电流取样模块确保电流的稳定性，监测与隔离模块及时反馈LED样品的失效信息，并对电信号隔离保护控制模块；驱动模块和执行模块具体执行短接失效样品及时方便；显示模块和存储与打印模块强化了人机交互，使试验者及时得到试验的过程和结果数据。本实用新型控制逻辑简单，试验保障性佳，系统可靠稳定，非常利于推广使用。
附图说明
图1是本实用新型实施例一的整体控制结构示意图。
图2是本实用新型实施例二的整体结构示意图。
图中：1-输入模块，2-电源模块，3-电流取样模块，4-LED样品，40-LED样品组，5-监测与隔离模块，6-控制模块，7-驱动模块，8-执行模块，9-显示模块，10-存储与打印模块；
100-LED试验机构，11-测试台架，110-原点定位孔，111-红外信号发射器，12-机械臂，121-短接机构，122-红外信号接收器，81-旋转执行机构，82-伸缩执行机构，130-检测模块。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例作简单的介绍。
实施例一
如图1，一种LED试验自动控制系统，所述自动控制系统对一组串联的LED样品进行通电试验，并输出试验电流，优选用可编程恒流源输出试验电流；在一组LED样品中出现失效样品时，自动短接失效样品，并记录失效样品的编号及失效时间，直至达到试验截止条件。该方案可自动短接失效样品，恢复试验，方便可靠。
具体地，LED试验自动控制系统包括：输入模块1、电源模块2、电流取样模块3、显示模块4、监测与隔离模块5、控制模块6、驱动模块7、执行模块8；试验对象包括一组串联的LED样品4，组合成LED样品组40；
输入模块1：与控制模块6连接，用以输入试验电流预设值，提供给控制模块6；
电源模块2：与控制模块6连接，为LED样品组40提供试验电流；为其他所有需电的模块供电；每个LED样品4通试验电流后具有状态信息；所述状态信息包括LED样品4的编号信息，还包括电流信息、光通量信息；
电流取样模块：得到LED样品4的试验电流，当试验电流变化时，一般是试验电流发生漂移时，反馈给控制模块6，所述漂移为温度漂移或其他环境因素引起的漂移，其中电流取样是在回路中连接一个高精度电阻，通过读取其端电压，根据欧姆定律计算得到LED样品4的试验电流；控制模块6使电源模块2调整试验电流恢复至电流预设值；
监测与隔离模块5：对每个LED样品4的状态进行监测，当监测到有LED样品4失效时，将相应LED样品4失效的状态信息反馈给控制模块6；并对控制模块6与LED样品组40的电信号进行隔离，从而保护控制模块6；
控制模块6：监测、调节电源模块2的试验电流；接收监测与隔离模块5发出的LED样品4的失效状态信息，并发出电信号给驱动模块7，同时读出LED样品失效的时间信息；控制模块6为PLC或单片机；
驱动模块7：与控制模块6连接，接收控制模块6发出的电信号，并驱动执行模块8动作；执行模块8：由驱动模块8驱动，短接失效的LED样品4。
进一步，所述LED试验自动控制系统还包括显示模块9：与控制模块6连接，显示电源模块2提供的试验电流的大小以及每个LED样品4的状态信息；所述LED试验自动控制系统还包括存储与打印模块10：与控制模块6连接，接收控制模块6发出的电信号，存储与打印失效的LED样品4的测试回路的试验电流、测试的时间信息、失效的时间信息和样品编号信息、光通量参量信息等。显示模块9方便实时显示状态信息，提高了人机交互；存储与打印模块极其方便记录失效样品的信息，加快了形成试验档案的效率。
失效LED样品的判定：所述LED样品4的光通量减少50％以上时，判定该LED样品为失效LED样品4。
具体地，所述LED试验自动控制系统达到试验截止条件时，所述LED试验自动控制系统停止工作，所述试验截止条件为：失效的LED样品4的数量占LED样品4总数量的2/3。
实施例二
如图2，实施例二在实施例一的基础上，拓展了以下模块：LED试验机构100，检测模块130；所述LED试验机构100包括水平放置的测试台架11、设置于测试台架11上的机械臂12；所述执行模块8包括旋转执行机构81、伸缩执行机构82；所述LED样品4放置于测试台架11上，所述测试台架11在LED样品4侧设置有短接机构121，所述短接机构121适于对LED进行短接。
具体地，所述测试台架11为圆盘形，并开有原点定位孔110；LED样品组30为串联连接，并按照同心、等半径、均匀角度安装在测试台架11的圆盘的相应位置；所述执行机构8包括旋转执行机构81、伸缩执行机构82、短接机构121，所述旋转执行机构81和伸缩执行机构82分别设置于机械臂12上，旋转执行机构81驱动机械臂12的旋转操作；机械臂12上安装有检测模块130，机械臂12本身不做伸缩运动，目的是在可检测位置(靠近LED样品)处进行检测；所述控制模块6控制驱动模块7驱动短接机构121对失效LED样品进行短接，短接机构121结构简单，只需将失效的LED样品4两端以导通的导线短接即可，可以为继电器等执行单元。
所述原点定位孔110安装有红外信号发射器111，机械臂12对应位置安装红外信号接收器122，机械臂12每次旋转至原点定位孔110上方时，红外信号接收器122接收到红外信号，并将红外信号传送给控制模块6，控制模块6使驱动模块7发送复位驱动信号，旋转执行机构81复位一次，以消除累积误差；类似地，所述伸缩执行机构82每伸缩一次，控制模块6使驱动模块7发送一次复位驱动信号，使伸缩执行机构82复位，以消除累积误差，相当于每伸缩1次-测试一个LED样品4-收回并复位-转过一定角度再伸缩1次，如此循环；而转动一周，旋转执行机构81复位一次；
所述检测模块130包括光通量测试仪，用以测量LED样品4的光通量，光通量的参数测试相比电性能的测试，受到的干扰小，稳定性和指向性更明确，控制模块更容易判断失效样品；当检测模块130检测到某个LED样品4的光通量小于预设值时，则判定其为失效LED样品，控制模块6随即驱动短接机构121对该失效LED样品4进行短接，以确保其他LED样品4继续正常测试。
此外，所述控制模块6发出电信号给驱动模块7，驱动模块7驱动执行机构8，具体就是驱动旋转执行机构81按照预设的速度或角度旋转，预设值为预先设定于控制模块6中，旋转至LED样品4上方时，控制模块6控制驱动模块7驱动旋转执行机构81停止旋转；控制模块6控制驱动模块7驱动伸缩执行机构82将检测模块130推送至LED样品4附近的预设位置，该预设位置为便于操作LED样品4的位置如LED上方，检测相应LED样品4的特征参量，并以存储与打印模块10记录和打印；当检测模块130检测到光通量减少50％以上的LED样品4时，判定其失效，控制模块6控制驱动模块7驱动短接机构121对该失效LED样品4进行短接；当失效的LED样品4数量占LED样品4总数量时，则达到试验截止条件。其中所述旋转执行机构81包括与测试台架11同轴的旋转电机，所述旋转电机驱动机械臂12进行旋转操作；所述伸缩执行机构82包括伸缩电机82或者直线电机，所述伸缩电机驱动丝杆机构，或者直线电机驱动直线滑轨，优选伸缩电机驱动丝杆的机构；所述旋转电机、伸缩电机为伺服电机。
以上实施例仅用以说明本实用新型的优选技术方案，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型原理的前提下，所做出的若干改进或等同替换，均视为本实用新型的保护范围，仍应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。
Claims (10)
1.一种LED试验自动控制系统，所述自动控制系统对一组串联的LED样品进行通电试验，并输出试验电流；在一组LED样品中出现失效样品时，自动短接失效样品，并记录失效样品的编号及失效时间，直至达到试验截止条件，其特征在于，所述自动控制系统包括LED试验机构和检测模块，所述检测模块包括光通量测试仪，用以测量LED样品的光通量；在某个LED样品的光通量小于预设值时，判定其为失效样品。
2.根据权利要求1所述的一种LED试验自动控制系统，其特征在于，所述自动控制系统对一组串联的LED样品进行通电试验，并用可编程恒流源输出试验电流。
3.根据权利要求1或2所述的一种LED试验自动控制系统，其特征在于，包括：输入模块、电源模块、电流取样模块、监测与隔离模块、控制模块、驱动模块、执行模块；
输入模块：与控制模块连接，用以输入试验电流预设值，提供给控制模块；
电源模块：与控制模块连接，为LED样品提供试验电流；LED样品通试验电流后具有状态信息；所述状态信息包括LED样品的编号信息；
电流取样模块：得到LED样品的试验电流，当试验电流变化时，反馈给控制模块，控制模块使电源模块调整试验电流恢复至电流预设值；
监测与隔离模块：对每个LED样品的状态进行监测，当监测到有LED样品失效时，将相应LED样品失效的状态信息反馈给控制模块；并对控制模块与LED样品的电信号进行隔离，从而保护控制模块；
控制模块：监测、调节电源模块的试验电流；接收监测与隔离模块发出的LED样品的失效状态信息，并发出电信号给驱动模块，同时读出LED样品失效的时间信息；
驱动模块：与控制模块连接，接收控制模块发出的电信号，并驱动执行模块动作；
执行模块：由驱动模块驱动，短接失效的LED样品。
4.根据权利要求3所述的一种LED试验自动控制系统，其特征在于，还包括显示模块：与控制模块连接，显示电源模块提供的试验电流的大小以及LED样品的状态信息。
5.根据权利要求3所述的一种LED试验自动控制系统，其特征在于，还包括存储与打印模块：与控制模块连接，接收控制模块发出的电信号，存储与打印失效的LED样品的编号信息及失效时间信息。
6.根据权利要求3所述的一种LED试验自动控制系统，其特征在于，电流取样模块在试验电流漂移时，反馈给控制模块，控制模块使电源模块调整试验电流恢复至电流预设值。
7.根据权利要求1所述的一种LED试验自动控制系统，其特征在于，所述LED样品的光通量减少50％以上时，该LED样品为失效LED样品。
8.根据权利要求1所述的一种LED试验自动控制系统，其特征在于，所述LED试验自动控制系统达到试验截止条件时，所述LED试验自动控制系统停止工作。
9.根据权利要求8所述的一种LED试验自动控制系统，其特征在于，所述试验截止条件为：失效的LED样品数量占LED样品总数量的2/3。
10.根据权利要求6所述的一种LED试验自动控制系统，其特征在于，所述状态信息包括LED样品的编号信息、电流信息、光通量信息。
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