全自动大功率LED分光分色机的开发研究

摘要

本课题研究的全自动大功率LED分光分色机采用光、机、电相结合的方法，对大功率LED的电参数和光度、色度参数进行综合检测，并根据预先设定的检测标准，结合检测结果进行自动分类。 本文首先介绍了大功率LED的主要光电特性参数，引入了LED部分光通量的概念，并对LED各参数测试方法进行了分析，结果表明LED色度学参数归根结底都可以由相对光谱功率分布函数P（λ）计算得到，因此P（λ）的测试精度将直接影响到LED色度学参数的测试准确度。 在明确了LED主要特性参数和测试方法的基础上，本文介绍了全自动大功率LED分光分色机的研制，主要包括机械系统，控制系统，测试系统及软件系统的设计和研制。其中控制系统采用了PC机与PLC相结合的技术，PC机用于控制LED的光色电测试，PLC则用于控制机械系统的运行；测试系统采用高精度的制冷级CCD为感光元件，并引入了大口径微积分球光学取样技术、分光积分法相结合的光度测试技术和恒结点电压控温技术。 最后，本文对大功率LED自动分类进行了研究探讨，确定LED正向电压，部分光通量，波长作为分光机的分类参数，并对LED分光机样机进行了实验，结果表明样机分类效果良好，基本符合设计要求。 整个分光机软件界面清晰，结构合理，使用灵活，方便用户的测试与调试。该分光机是半导体照明产业化不可缺省的标志性关键设备之一，它的研制成功必将有力的推动半导体产业化进程。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1 LED发光原理

1.2 LED发展史及展望

1.3大功率LED与LED照明

1.4大功率LED相关测试仪器现状

1.5本课题的研究工作

1.6论文结构安排

第二章大功率LED光电参数与测量方法

2.1电学参数

2.2光学参数

2.3色度参数

2.3.1色品坐标的计算

2.3.2主波长，中心波长，峰值波长的计算

2.3.3色纯度的计算

2.3.4色温与相关色温的计算

2.3.5显色指数

2.4本章小结

第三章机械系统的开发与研究

3.1机械系统的总体构架

3.2排序上料机构与定位上电机构

3.2.1排序上料机构

3.2.2定位机构

3.2.3上电机构

3.3送料机构与分类机构

3.3.1送料机构

3.3.2分类机构

3.4本章小结

第四章 LED在线测试系统的开发与研究

4.1 Emitter LED特性

4.2 LED在线测试系统

4.2.1光线接收系统

4.2.2光电探测器件

4.2.3快速光谱仪

4.2.4 LED校准源

4.2.5光度测量

4.2.6 LED300光色电综合测量系统

4.3测试系统的定标与误差分析

4.3.1波长定标

4.3.2光谱响应定标

4.3.3测试系统误差分析

4.4本章小结

第五章 控制系统的开发与研究

5.1控制系统的总体设计

5.2基于PC机与PLC的控制系统

5.2.1 PLC组成

5.2.2 PLC工作原理

5.2.3 PLC的主要特点

5.2.4 PLC发展趋势

5.2.5 PLC抗干扰设计

5.2.6 PC与PLC

5.2.7 PLC选型

5.2.8 PLC与PC，HMI通讯

5.3电机选择

5.4检测装置

5.5主要控制界面与功能介绍

5.6本章小结

第六章软件系统的开发

6.1PLC

6.1.1 PLC编程语言

6.1.2 PLC程序的设计开发

6.2 PC机程序设计

6.2.1 PC机软件开发工具介绍

6.2.2软件的总体介绍

6.2.3数据处理

6.3本章小结

第七章分光机的实验研究

7.1大功率LED分类参数的确定

7.2分类标准设置

7.3分光机实际应用

7.4本章小结

第八章总结与展望

参考文献

致谢

硕士在读期间发表论文