用于测试LED背光驱动电源的改进负载单元及智能型负载装置

摘要

一种用于测试LED背光驱动电源的改进负载单元及智能型负载装置，所述智能型负载装置包括：正、负极依次串联的n个整流二极管，其中串联序列上任意相邻的m颗整流二极管的正向导通电压均与单颗LED的正向导通电压对等，其中n为m的整数倍；i个继电器，由继电器将整流二极管进行分段投切，被分为一段的整流二极管为一负载单元，i个负载单元的整流二极管数量为m的整数倍；中控单元，分别单独控制每个继电器的通断状态；以及电压采集单元和电流采集单元。本发明使用整流二极管替换掉LED，价格低廉、抗过电流能力强、使用寿命长且不会造成光污染；本装置的投入和维护成本更低，设备环保无光污染，智能化的设备进一步提升了生产效率。

说明书

技术领域

本发明涉及LED背光驱动电源测试领域，具体涉及一种用于测试液晶显示器LED背光驱动电源的智能型负载装置。

背景技术

目前，液晶显示器已经成为重要显示终端，普遍应用于车载仪表、个人电脑、电视机、各种数码产品及各种工业控制设备上。液晶屏幕本身并不能发光，需要借助安装在液晶屏幕背面的背光装置来提供显示能力。发光二极管，即LED(Light Emitting Diode的缩写)具有辉度高、响应速度快、节能、使用寿命长等优点，成为首选的光源。但LED的工作条件并不能简单地直接连到市电上，而是必须由特殊的驱动电路来提供电源，以达到能调整屏幕亮度和显示效果的目的，这种特殊的驱动电路称为LED背光驱动电源。

LED背光驱动电源作为液晶显示器的重要组成部件，其在制造过程中必须经历严格的带负载测试，因此负载是主要的测试设备。由于LED背光驱动电源工作在调光模式时它的输出并不是直流电压而是以脉冲波的形式输出，因此不能使用传统的直流电子负载做测试；电阻，没有与LED灯相同的伏安特性，也不能作为屏幕的测试。长期以来，作为生产厂家，测试LED背光驱动电源所使用的负载均用实际的LED灯珠构成。

上述负载方案如图1所示，由多颗LED(LED1～LEDn)和多个开关(S1～Sn)构成，通过人工去计算和投切开关S1～Sn，达到控制LED串联数量的目的，以满足不同规格的LED背光驱动电源的负载需要。目前的负载方案有如下缺点：

1、LED价格高，由于液晶显示器的型号众多，生产厂家需要使用数量巨大的LED，才能满足各种不同规格的LED背光驱动电源的负载需要，设备投入成本高。

2、LED抗过电流能力弱，被测试的LED背光驱动电源经常会发生过电流不良现象，极易造成LED损坏，需要频繁更换，设备维护成本高。

3、LED发出的光线非常刺眼，会对生产车间造成光污染。

4、不同规格的LED背光驱动电源其输出电压不同，测试时需要人工去计算LED串联的数量，然后人工操作开关进行投切，大规模生产时需要耗费大量的人力和时间，并且人工操作容易疲劳导致常时出错。

5、测试过程无法做到实时监控和自动判断测试结果，无测试数据记录功能，无法进行品质追踪。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种用于测试LED背光驱动电源的改进负载单元及智能型负载装置。

本发明解决上述技术问题采用的一技术方案是：

一种用于测试LED背光驱动电源的改进负载单元，包括：正、负极依次串联的x个整流二极管，其中串联序列上任意相邻的m颗整流二极管的正向导通电压均与单颗LED的正向导通电压对等，其中x为m的整数倍。所述m为4。

本发明解决上述技术问题采用的另一技术方案是：

一种用于测试LED背光驱动电源的智能型负载装置，包括：

正、负极依次串联的n个整流二极管，其中串联序列上任意相邻的m颗整流二极管的正向导通电压均与单颗LED的正向导通电压对等，其中n为m的整数倍；

i个继电器，由继电器将整流二极管进行分段投切，被分为一段的整流二极管为一负载单元，i个负载单元的整流二极管数量为m的相同或不同的整数倍；

中控单元，分别单独控制每个继电器的通断状态，导通时该上的负载单元短路，断开时该上的负载单元接入测试用的负载电路；

电压采集单元，测试时电压采集单元将LED背光驱动电源的工作输出电压数据发送给中控单元；

以及电流采集单元，测试时电流采集单元测试出LED背光驱动电源的工作输出电流数据发送给中控单元。

本装置还包括：分别与中控单元连接的操作输入单元和显示单元，构成人机交互用的输入输出界面。

本装置还包括：用于中控单元与上位机进行相互通信的通信端口。

本装置还包括：与中控单元连接的通讯地址设定开关，通讯地址设定开关能为每台装置赋予唯一的硬件地址码，实现本装置大规模组网应用。

所述电压采集单元包括：用于与LED背光驱动电源两极相连的第一运放，第一运放对LED背光驱动电源的输出电压进行实时采集，再经过第一高速AD转换器发送至中控单元。

所述电流采集单元包括：与负载单元串联的电流采样电阻，电流采样电阻的两极接有第二运放，第二运放对电压进行实时采集并得出负载电路的电流，再经过第二高速AD转换器发送至中控单元。

所述中控单元通过i个三极管分别一一对应连接每个继电器，中控单元操作控制三极管，三极管再触发继电器的导通或断开。

所述中控单元采用32位MCU微处理器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明首次创新使用整流二极管替换掉LED，整流二极管不仅具有与LED相似的伏安特性，还是更为常见的电子元件，价格低廉、抗过电流能力强，使用寿命更长，且不发光，大批量应用时不会造成光污染，对人身及环境无影响。

本发明的智能型负载装置投入和维护成本更低，设备环保无光污染，智能化的设备进一步提升了生产效率。由中控单元控制整流二极管串联数量的投切，满足了不同规格的LED背光驱动电源的负载需要，效率高，无需人工操作。本装置具有实时监控、自动记录数据、自动判断测试结果及大规模组网应用等等功能，更智能化控制和电脑操作效率高，不出错。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，其中：

图1为现有用于测试LED背光驱动电源的负载方案示意图；

图2为本发明较佳实施例的改进负载单元原理图；

图3为本发明较佳实施例的智能型负载装置连接示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

请参见图2和图3，本发明较佳实施例设计的一种用于测试LED背光驱动电源的智能型负载装置，其主要包括：

正、负极依次串联的n个整流二极管D1～Dn，其中串联序列上任意相邻的m颗整流二极管的正向导通电压均与单颗LED的正向导通电压对等，其中n为m的整数倍；串联起来的整流二极管共同构成了测试用的负载电路，测试时与LED背光驱动电源的正、负极对应相连，充当工作负载；

i个继电器K1～Ki，由继电器K1～Ki将整流二极管D1～Dn进行分段投切，被分为一段的整流二极管为一负载单元，共i个负载单元，每个负载单元的整流二极管数量为m的整数倍，不同负载单元的整流二极管数量可相同、也可不相同；

中控单元，分别单独控制每个继电器的通断状态，导通时该上的负载单元短路，不参与测试工作，断开时该上的负载单元接入测试用的负载电路，参与测试工作；

用于与LED背光驱动电源两极相连的电压采集单元，测试时电压采集单元将LED背光驱动电源的工作输出电压数据发送给中控单元；

以及与负载单元串联的电流采集单元，测试时电流采集单元测试出LED背光驱动电源的工作输出电流数据发送给中控单元，测试的各种数据均由中控单元完成采集。

本装置还包括：分别与中控单元连接的操作输入单元和显示单元，构成人机交互界面，对被测试的LED背光驱动电源的负载参数进行设置及测试数据的显示，其中包括整流二极管的串联数量、测试时间参数、电压和电流数据等等，还可以保存成测试参数文件，或者导入测试参数文件等，使本负载装置做到了智能化和可视化。操作输入单元可以是矩阵键盘等，显示单元可以是显示屏等。

本装置还包括：用于中控单元与上位机进行相互通信的通信端口，上位机例如电脑等，中控单元将测试数据实时上传给上位机，上位机也可通过通信端口对被测试的LED驱动电源进行负载参数设置、测试过程实时监控和自动判断测试结果、生成测试数据记录报表、甚至可将报表上传至云服务器等，极大的提高了生产厂家的品质管理能力。通信端口可以具体采用RS485通信端口等。

本装置还包括：与中控单元连接的通讯地址设定开关，通讯地址设定开关能为每台负载装置赋予唯一的硬件地址码，即可将多台负载装置同时挂接到同一条RS485总线上，利用一台上位机对挂接到RS485总线上的所有负载装置同时下达设置参数命令，并且可分别采集每一台负载装置的测试数据，实现了负载装置的大规模组网应用。

所述电压采集单元包括：第一运放，第一运放对LED背光驱动电源的输出电压进行实时采集，再经过第一高速AD转换器进行模拟-数字信号转换，最终发送至中控单元。

所述电流采集单元包括：电流采样电阻R1，电流采样电阻R1的两极接有第二运放，第二运对电压进行实时采集，由欧姆定律得出负载电路的电流，再经过第二高速AD转换器进行模拟-数字信号转换，最终发送至中控单元。

所述中控单元通过i个三极管Q1～Qi分别一一对应控制每个继电器，三极管的集电极与对应的继电器串联、基极与中控单元相连、发射极接地，中控单元控制三极管操作，三极管再触发继电器的导通或断开，导通时该上的负载单元短路，不参与测试工作，断开时该上的负载单元接入测试用的负载电路，参与测试工作，通断与否是根据被测的LED背光驱动电源的大小来定，要接入与LED背光驱动电源相匹配的测试负载。

所述中控单元采用32位MCU微处理器，用来完成核心组成数据采集和控制系统。

请参见图2，实际生产中，最为常见的也是应用最广的单颗LED的正向导通电压约为3.2V，而最为常见的单颗整流二极管的正向导通电压约为0.8V，因此采用四颗整流二极管D1～D4串联，从而获得与单颗LED1相同的正向导通电压，同理，如果测试时需要数量为N颗LED串联的负载电路，那么由数量为N*4颗的整流二极管串联即可获得等效电路。使用整流二极管模拟LED，整流二极管具有与LED相似的伏安特性，LED成本贵，测试环境下使用寿命短，抗过电流能力弱，发光亮度高，而整流二极管是更为常见的电子元件，价格低廉、抗过电流能力强，且不发光，大批量应用时不会造成光污染。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何间接修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。