脉冲注入式功率型LED热特性测量系统研制

【摘要】在半导体照明领域中大功率LED的热特性是影响器件整体性能的最重要因素之一,对热特性的测试技术影响了器件研发,设计和生产的各个环节。随着半导体照明技术的不断更新和发展,对LED热特性的测量技术和测试设备提出了更高的要求。目前稳态电学参数测量法以其测量快速、便捷和非破坏性等优势,被广泛用于LED的热特性检测。本文基于电学参数法从理论上分析了LED的结温和热阻特性,介绍了脉冲注入法测量器件结温和U-I曲线的方法,进而提出了一套基于脉冲注入电流的LED热特性参数测量系统。系统检测的参数对象包括：不同脉冲电流下的K系数、器件结温温差、不同温度下的U-I曲线。系统包含硬件电路和软件两部分。硬件电路由模拟电路和数字电路两部分组成。模拟电路主要结构为：脉冲恒流源模块产生电流大小、脉冲周期和宽度可调的脉冲恒流来驱动LED；高速采样模块可以在每个脉冲峰值处检测LED的正向结电压和电流值；温度控制模块可以控制和检测器件的实时温度。数字电路主要结构为：ARM芯片STM32F107作为核心控制器连接并控制所有的外设器件；FPGA作为脉冲发生器产生调制脉冲和采样脉冲；USB作为通讯接口连接上位机和硬件系统。软件部分包含上位机的应用软件和下位机的嵌入式控制程序。上位机软件使用VB6.0平台编写,主要负责系统进行人机交互界面操作和数据处理。下位机程序基于开源嵌入式架构msOS进行改编。下位机程序主要负责接收上位机命令并控制和协调整个硬件系统完成相应测量及返回数据。本文最后对系统主要参数的稳定性和精度进行了分析和测试,并用系统进行了实验测量,验证了系统的可行性。
【作者】胡振邦；
【导师】范贤光；
【作者基本信息】厦门大学，精密仪器与机械，2014，硕士
【关键词】功率型LED；热学特性；脉冲注入式；

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