一种基于USB总线的快速LED电参数和光通量采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于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。本系统集成了LED供电、电参数采集、光通量采集等功能，系统集成度高，单颗LED电参数和光通量采集时间短，能实现多颗LED的快速切换，快速判定LED正负极，LED电参数的采样速度也非常快而且精度高，系统延时小，特别适合高速LED分选领域。

A fast LED electrical parameter and luminous flux acquisition system based on USB bus

The utility model discloses a fast LED based on flux and electrical parameters acquisition system based on USB bus, including the detection and control of LED power supply board and flux detection board and the electrical parameters of LED, the LED power supply and the luminous flux detection board and LED electric parameter detection and control board card data line connected with the transmission control data. This system integrates the LED power supply, electric parameter acquisition, flux acquisition functions, high integration, single LED electrical parameters and flux collection time is short, can realize the fast switching of a plurality of LED, fast determination of LED negative, LED sampling rate of electrical parameters is also very fast and high precision, system a small delay, especially suitable for high speed sorting field LED.

【技术实现步骤摘要】
一种基于USB总线的快速LED电参数和光通量采集系统
本技术属于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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术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。为了达到上述技术目的，本技术采用以下技术方案：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。进一步，所述LED电参数检测与控制板卡包括多颗LED切换与LED供电方向切换电路、机械传动控制接口电路、LED检测电路、高速USB接口与USB高速数据传输电路，所述多颗LED切换与LED供电方向切换电路与LED检测电路连接；所述多颗LED切换与LED供电方向切换电路包括依次连接的正向供电和方向漏电检测供电的切换电路、待检测LED方向切换的全桥电路和多颗LED切换电路。其中，高速USB接口与USB高速数据传输电路与多颗LED切换与LED供电方向切换电路、机械传动控制接口电路、LED检测电路分别连接。进一步，所述多颗LED切换与LED供电方向切换电路主要采用高速光耦TLP3546芯片实现切换；或所述LED检测电路通过3颗AD9826分别实现LED正向电压、正向电流、反向漏电流的信号放大，并将其输入到16位高速ADC芯片AD9826中，并通过AD9826采集LED的电参数；或所述机械传动控制接口电路包括采用芯片PC847的BIN控制信号接口电路、采用TLP127芯片U3的EOT信号采集电路、采用TLP127芯片U4的SOT信号控制电路；或所述USB高速数据传输电路主要采用接口控制芯片CY7C68013。进一步，所述LED供电与光通量检测板卡、LED电参数检测与控制板卡上分别设有标准PCI接口和/或固定安装孔。本系统采用双MCU、高速光耦、高速数模转换、高速USB数据传输等技术手段，整合了LED恒流供电、最多三颗LED的自动切换、LED正负极自动判断、电参数采集、光通量采集、USB数据传输与控制、机械传送装置控制等功能，系统集成度高，单颗LED电参数和光通量采集时间短，接口简单，特别适合用于高速LED分选领域。系统硬件部分由LED供电与光通量检测板卡和LED电参数检测与控制板卡组成。其中LED供电与光通量检测板卡完成LED的供电，其供电范围为0-48V/0-980mA，供电模式为恒流供电，电流精度为1mA。光通量检测由电流电压转换电路和两档放大电路组成，测量范围0.1～500.00lm。LED电参数检测与控制板卡完成高速USB数据传输与控制，多颗LED切换，正负极判断，电参数检测，机械传送装置的控制等功能。在LED供电与光通量检测板卡中，采用LM5085生成LED的正向供电电压和反向漏电测量供电电压，限定电压范围在0-48V之间，并通过DAC8552DAC芯片控制它们的输出电压。由于LED要求恒流供电，LM5085输出的正向供电电压接恒流源电路生成LED的供电电流。限定供电电压的范围在0-980mA之间。采用DAC8552DAC芯片设定供电电压。针对光通量测量，系统由电流电压转换电路和两档放大电路组成，其中电流电压转换电路采用轨到轨运放AD162实现，两档放大电路采用仪表运放AD620实现，数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于USB总线的快速LED电参数和光通量采集系统，其特征在于，所述系统包括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。

【技术特征摘要】
1.一种基于USB总线的快速LED电参数和光通量采集系统，其特征在于，所述系统包括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。2.根据权利要求1所述的基于USB总线的快速LED电参数和光通量采集系统，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的基于USB总线的快速LED电参数和光通量采集系统，其特征在于，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芯片电路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芯片电路与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。4.根据权利要求2所述的基于USB总线的快速LED电参数和光通量采集系统，其特征在于，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。5.根据权利要求2所述的基于USB总线的快速LED电参数和光通量采集系统，其特征在于，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成群，徐伟强，蔡霞，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33