智能化电子系统设计报告

《智能化电子系统设计报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告目录1前言（绪论）22总体方案设计32.1方案比较42.1.1方案一：长期寿命测试42.1.2方案二：加速（短期）寿命测试42.2方案论证43单元模块设计53.1各单元模块功能介绍及电路设计53.1.1热阻(Rθ)的测量53.1.2结温测量63.1.3光通量的测量73.1.4串口电路的设计83.1.5温度控制和报警电路设计93.1.6过零触发电路设计93.2电路参数的计算及元器件103.2.1LED灯常用电路参数103.2.2电学特性103.3特殊器件的介绍133.3.1ADM325

2、1E133.3.2ADUC848143.3.3555芯片153.4各单元模块的联接174软件设计184.1PROTEL99SE简介184.2软件设计结构及功能185系统调试196系统功能及指标参数206.1说明系统能实现的功能206.2系统指标参数测试及测试方法说明206.2.1失效时间和失效数的确定206.2.2数据处理方法226.3系统功能及指标参数分析227结论238总结与体会249参考文献25附录1：相关设计图26附录2：元器件清单表27附录3：相关设计软件28第27页西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告1前言

3、（绪论）1986年，在蓝宝石基底上沉积高品质GaN晶体获得成功，并且在1993年开发出了高亮度蓝光发光二极管(LEDs)。至今，人们仍在对高亮度蓝光LED进行不断地完善。在1996年，开发出了采用蓝光LED与黄色荧光粉相结合发出白光的LED产品并将其商业化[1]。21世纪照明METI国家(Akari)项目是一项基于高效率白光LED照明技术的工程，它利用的是近紫外线LED与荧光粉系统相结合的方法，该项目于1998年启动，其第一阶段的项目已于2004年完成。作为电子元器件，发光二极管（LightEmittingDiode-LED

4、）已出现40多年，但长久以来，受到发光效率和亮度的限制，仅为指示灯所采用，直到上世纪末突破了技术瓶颈，生产出高亮度高效率的LED和兰光LED，使其应用范围扩展到信号灯、城市夜景工程、全彩屏等，提供了作为照明光源的可能性。随着LED应用范围的加大，提高LED可靠性具有更加重要的意义。LED具有高可靠性和长寿命的优点，在实际生产研发过程中，需要通过寿命试验对LED芯片的可靠性水平进行评价，并通过质量反馈来提高LED芯片的可靠性水平，以保证LED芯片质量，为此我司在实现全色系LED产业化的同时，开发了LED芯片寿命试验的条件、方法

5、、手段和装置等，以提高寿命试验的科学性和结果的准确性。近些年来，LED照明因具有许多优点，例如长寿命、低能耗、体积小等而非常有吸引力。最早LED只是被用来替换小型白炽灯充当指示器。在其光效有所提高后，LED被应用于显示器中。随着其光效和总光通量的进一步改善，LED开始被应用于日常照明领域。对于普通照明设备而言,LED有限的光通量是一个难以解决的问题。要想获得高光通量就需要有高密度基底和大的工作电流。这将导致LED产生热量、温度升高,损坏LED模块。随着LED生产技术水平的提高，产品的寿命和可靠性大为改观，LED的理论寿命为1

6、0万小时，如果仍采用常规的正常额定应力下的寿命试验，很难对产品的寿命和可靠性做出较为客观的评价，而我们试验的主要目的是，通过寿命试验掌握LED芯片光输出衰减状况，进而推断其寿命。本设计介绍了LED芯片寿命试验过程，提出了寿命试验条件，完善的试验方案，消除可能影响寿命试验结果准确性的因素，保证了寿命试验结果的客观性和准确性。采用科学的试验线路和连接方式，使寿命试验台不但操作简便、安全，而且试验容量大。第27页西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告2总体方案设计LED的发光过程包括三个部分：正向偏压下的载流子注入、复合辐射和

7、光能传输。由此可见，LED主要靠载流子的不断移动而发光的，不存在老化和烧断的现象，其特殊的发光机理决定了它的发光寿命长达5-10万个小时。LED的寿命主要取决于LED芯片的质量、芯片的设计和芯片的材料。直接影响LED寿命的关键因素有两个：一是驱动电流的变化——达到某个阈值以后，启动LED的电流越高，发光发热就越多；二是工作环境温度——温度越高，出光就越少。此外，LED灯具的安装及固定方式对其寿命也有很大的影响。LED芯片对温度异常敏感，这也是半导体的共性。一般用LED照明光源光通量流明值下降到初始值的50%的时间来定义其寿命

8、。50%就是LED的半衰期，例如，φ5LED在室温情况下，在20mA电流驱动下的寿命为10万小时，也就是说10万小时后，其光通量还保持在原来的一半。图2.1LED的半衰期与PN结结点的温度的关系LED的半衰期与PN结（Tj点）结点的温度关系可用如图2.1曲线表示，其关系为式中，Bt为使用t