一种连续脉冲输出控制模块及LED测量系统技术方案

本申请涉及一种连续脉冲输出控制模块及LED测量系统，属于LED测试技术领域，连续脉冲输出控制模块包括电流模块矩阵和MCU，所述电流模块矩阵包括至少两个并联设置的恒流驱动单元，所述恒流驱动单元和MCU连接。本申请可输出完整的波形和精准的检测电流，提高了LED光谱测量的精确度。谱测量的精确度。谱测量的精确度。

【技术实现步骤摘要】
一种连续脉冲输出控制模块及LED测量系统


[0001]本申请涉及LED测试
，尤其是涉及一种连续脉冲输出控制模块及LED测量系统。

技术介绍

[0002]LED（Light Emitting Diode）是用电流驱动的固态照明器件。LED在何种状态能高效地工作，则需要对LED器件的光/色/热进行定量分析，为此国际上制订了相应的标准，并在标准中给出了三种定量分析模式，其中，三种定量分析模式的优缺点分别如下：DC测量模式（DC Mode）：测得数据准确，LED发热量大，测量器件功率范围有限；单脉冲测量模式（Single Pules Mode）：测量效率高，但不能避免被测LED结温的瞬间聚积，测得数据与真值误差大，测量范围受限；连续脉冲测量模式（Continuous Pules Mode）：测量效率高，避免了被测LED内部温度聚积，测量数据与DC测量模式接近，测量器件功率范围大。
[0003]通过比较其优缺点，连续脉冲测量模式较为合理，它有效地避免了大功率LED测量中产生的热量所引入的误差，扩展了测量功率范围，并大大提高了测量装置的使用效率。
[0004]在连续脉冲测量模式中，连续脉冲的脉宽要小于或等于50uS（占空比为1%），电流波形也有严格的要求。测量时，测量电流较大（如测量电流为10安培，甚至达到几十安培以上），故，电流驱动装置即要输出较大瞬间电流，又要使电流波形（di/dt）接近理想波形，一般的电流驱动装置难以做到。

技术实现思路

[0005]为了能输出较大电流，且使电流波形接近理想波形，本申请提供了一种连续脉冲输出控制模块及LED测量系统。
[0006]第一方面，本申请提供一种连续脉冲输出控制模块，采用如下的技术方案：一种连续脉冲输出控制模块，包括电流模块矩阵和MCU，所述电流模块矩阵包括至少两个并联设置的恒流驱动单元，所述恒流驱动单元和MCU连接。
[0007]通过采用上述技术方案，恒流驱动单元并联设置，通过电流的并行叠加作用，使电流模块矩阵能输出较大的电流。其中，MCU控制恒流驱动单元输出相应的脉冲电流，单个恒流驱动单元的输出电流较小，便于输出瞬间电流，电流响应的波形不易发生畸变，使电流的大小、波形能满足测量的标准。同时，单个恒流驱动单元的输出电流较小，功率小，使单个恒流驱动单元的发热量小，不需要设置复杂的散热结构件。
[0008]可选的，还包括控制开关，所述控制开关的数目和恒流驱动单元的数目相同，控制开关和恒流驱动单元一一对应连接。
[0009]通过采用上述技术方案，控制开关和恒流驱动单元一一对应，闭合不同数量的控制开关，可控制不同数量的恒流驱动单元进行输出，进而可根据被测样品的需求调整输出电流，实现输出电流的分段粗调。
[0010]可选的，所述控制开关采用继电器，继电器和MCU连接。
[0011]通过采用上述技术方案，继电器成本低、阻抗小，MCU控制继电器的得电与失电，可自动控制相应恒流驱动单元所在支路的通断，切换量程。
[0012]可选的，所述MCU采用型号为STM32F103的芯片。
[0013]通过采用上述技术方案，型号为STM32F103的芯片构成时基控制单元，能精确管理各种波形的生成。
[0014]可选的，还包括积分电路和电平钳位电路，所述积分电路分别和电平钳位电路、MCU连接，所述电平钳位电路分别和恒流驱动单元、MCU连接。
[0015]通过采用上述技术方案，MCU具有两路脉冲输出，一路为PWM1，PWM1的占空比限定为1%（脉宽小于或等于50uS），PWM1同时输出至电平钳位电路的输出端；另一路为PWM2，PWM2输出至积分电路，经积分电路、电平钳位电路后变成一低阻抗的电平，并被钳制到PWM1上，使PWM1的幅值发生改变，改变后的PWM1输送至恒流驱动单元的控制端，使恒流驱动单元启动，并使其输出电流发生变化。通过MCU增大或减小PWM2的占空比，PWM2的幅值不变，PWM2经积分电路的积分后形成一电平值，且该电平值随占空比的改变相应地增大或减小，然后该电平值被钳制在PWM1上，PWM1的幅值相应增大或减小，进而使恒流驱动单元的输出电流增大或减小，实现输出电流的微调。通过不断的反馈调节，提高测量的精确度，使输出电流等于目标电流值。其中，PWM1的脉宽保持不变。
[0016]可选的，所述积分电路包括第一电阻R1、第一电容C1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端和MCU连接，第一电阻R1的另一端和电平钳位电路、第一电容C1的一端连接，所述第一电容C1的另一端接地，所述第二电阻R2和第一电容C1并联。
[0017]通过采用上述技术方案，由第一电阻R1、第一电容C1和第二电阻R2形成积分电路，简单实用。
[0018]可选的，所述电平钳位电路包括运算放大器A、第三电阻R3、三极管Q、二极管D和第四电阻R4，所述运算放大器A的同相端和积分电路连接，运算放大器A的反相端和运算放大器A的输出端连接，运算放大器A的输出端和第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端和三极管Q的基极连接，所述三极管Q的集电极和VCC连接，三极管Q的发射极和二极管D的阴极、第四电阻R4的一端连接，所述二极管D的阳极分别和MCU、恒流驱动单元连接，第四电阻R4的另一端接地。
[0019]通过采用上述技术方案，运算放大器A构成电压跟随器，PWM2经积分电路和电压跟随器处理后形成一个低阻值的电平，由二极管D构成钳位电路，PWM1幅值被该电平钳制，组成脉宽不变而幅度可变的复合波形，并输送至恒流驱动单元的DIM端。
[0020]第二方面，本申请提供一种LED测量系统，采用如下的技术方案：一种LED测量系统，包括上述的连续脉冲输出控制模块，以及电源和光谱检测装置，所述恒流驱动单元和电源连接，所述光谱检测装置和被测样品连接。
[0021]通过采用上述技术方案，电源输出电能给恒流驱动单元，MCU输出脉冲信号给恒流驱动单元，使恒流驱动单元输出脉冲电流。恒流驱动单元并联设置，通过电流的叠加作用，进而能输出较大的脉冲电流，脉冲电流作用在被测样品上，被测样品发光，光谱检测装置对被测样品发出的光进行测量。
[0022]可选的，还包括上位机和测量表，所述测量表分别和电流模块矩阵、上位机连接，
所述上位机分别和MCU、光谱检测装置连接。
[0023]通过采用上述技术方案，测量表对叠加后的电流进行检测，并将检测到的数据发送给上位机，上位机将检测数据和目标值进行比较，并根据比较结果发送相应的信息给MCU，MCU根据比较结果调整恒流驱动单元的输出。上位机接收光谱检测装置的检测数据。
[0024]可选的，所述测量表采用平均值电压表。
[0025]通过采用上述技术方案，平均值电压表对多个周期的电流进行检测，将被测样品上50uS、占空比1%的脉冲电流转换为电压平均值，然后以数字形式发送给上位机，可提高检测的精准度。
[0026]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.恒流驱动单元并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续脉冲输出控制模块，其特征在于：包括电流模块矩阵(20)和MCU，所述电流模块矩阵(20)包括至少两个并联设置的恒流驱动单元(21)，所述恒流驱动单元(21)和MCU连接。2.根据权利要求1所述的连续脉冲输出控制模块，其特征在于：还包括控制开关(50)，所述控制开关(50)的数目和恒流驱动单元(21)的数目相同，控制开关(50)和恒流驱动单元(21)一一对应连接。3.根据权利要求2所述的连续脉冲输出控制模块，其特征在于：所述控制开关(50)采用继电器，继电器和MCU连接。4.根据权利要求1所述的连续脉冲输出控制模块，其特征在于：所述MCU采用型号为STM32F103的芯片。5.根据权利要求1所述的连续脉冲输出控制模块，其特征在于：还包括积分电路(41)和电平钳位电路(42)，所述积分电路(41)分别和电平钳位电路(42)、MCU连接，所述电平钳位电路(42)分别和恒流驱动单元(21)、MCU连接。6.根据权利要求5所述的连续脉冲输出控制模块，其特征在于：所述积分电路(41)包括第一电阻R1、第一电容C1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端和MCU连接，第一电阻R1的另一端和电平钳位电路(42)、第一电容C1的一端连接，所述第一电容C1的另一端接地，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢飞，汪钢，徐大地，杨培中，
申请(专利权)人：上海力兹照明电气有限公司，
类型：发明
国别省市：