基于LabVIEW的LED結溫與光衰監測系統

摘要：本文將虛擬儀器應用于LED 結溫和光衰的測量中，以LabVIEW 為平臺開發的LED結溫與光衰監測系統，以計算機為核心，配上傳感器、數據采集卡和相應軟件，對LED 的工作電壓、工作電流以及LED 的光照度變化進行監測，實現了自動、連續、在線測量并記錄數據，將結果以圖形和數字兩種方式顯示。本系統還有簡單實用、高精度、高靈敏度等特點，安全可靠，維護方便快捷，具有很好的可擴展性和應用前景，能夠適用于實驗室和室外眾多環境。

　　1．引言

　　白光LED 固體光源具有傳統光源不可比擬的優勢：節能、環保、長壽命、安全可靠等，成為未來照明的趨勢。但LED 的PN 結溫度對LED 的性能有著重要的影響，會引起色溫變化、波長紅移、正向壓降等，同時影響電子和空穴的非輻射再結合，導致光輻射功率下降，因此成為影響LED 進入普通照明領域的關鍵，是迫切需要解決的問題。如何測量LED 的結溫，已經有了很多相關報道，比如正向電壓法、管腳法、藍白比法等等[2]。目前常用的是正向電壓法，它是利用LED 電輸運的溫度效應，通過測量恒定工作電流下的電壓來確定結溫，正向電壓愈小，結溫愈高且基本呈線性關系。本系統基于LabVIEW 圖形化軟件平臺而開發的一種虛擬儀器，目的是在LED 恒定電流工作過程中，通過實時監測正向工作電壓而實現對結溫的間接測量，同時監測LED 發光強度變化，即通過光照度的變化監測LED 照明燈的光衰。

　　2．系統總體設計

　　2.1 硬件設計

　　LED 結溫與光衰監測系統是把非電壓信號轉化為電壓信號，經采集卡采集后由計算機讀取、處理、顯示、存儲。硬件設計部分由驅動電路、照度計探頭、數據采集卡、計算機組成。其中驅動電路不在系統設計范圍內，是被測量對象。系統信號采集示意圖見圖1。

圖1 系統信號采集示意圖

　　本示意圖中電路采用的是電容降壓 LED 驅動電路，具有很好的恒流作用。負載為同一批次、物理參數基本相同的18 只小功率LED。所有信號由采集卡采集，通過USB 接口與計算機連接，然后由應用程序完成對采集卡的控制和數據記錄與分析。利用計算機使系統軟件和采集硬件結合，就可以實現實時數據采集、記錄、波形顯示，多路信號的同時采集且生成相應的數據表格。