智能化電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告

1、目錄1 前言（緒論）22 總體方案設(shè)計(jì)32.1方案比較42.1.1方案一：長(zhǎng)期壽命測(cè)試42.1.2方案二：加速（短期）壽命測(cè)試42.2方案論證43 單元模塊設(shè)計(jì)53.1各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)53.1.1熱阻( r ) 的測(cè)量53.1.2結(jié)溫測(cè)量63.1.3光通量的測(cè)量73.1.4串口電路的設(shè)計(jì)83.1.5溫度控制和報(bào)警電路設(shè)計(jì)93.1.6 過(guò)零觸發(fā)電路設(shè)計(jì)93.2電路參數(shù)的計(jì)算及元器件103.2.1 led燈常用電路參數(shù)103.2.2電學(xué)特性103.3特殊器件的介紹133.3.1 adm3251e133.3.2 aduc848143.3.3 555芯片153.4各單元模塊的聯(lián)接174 軟

2、件設(shè)計(jì)184.1 protel99 se簡(jiǎn)介184.2軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及功能185 系統(tǒng)調(diào)試196 系統(tǒng)功能及指標(biāo)參數(shù)206.1說(shuō)明系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能206.2系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)測(cè)試及測(cè)試方法說(shuō)明206.2.1失效時(shí)間和失效數(shù)的確定206.2.2 數(shù)據(jù)處理方法226.3系統(tǒng)功能及指標(biāo)參數(shù)分析227 結(jié)論238 總結(jié)與體會(huì)249 參考文獻(xiàn)25附錄1：相關(guān)設(shè)計(jì)圖26附錄2：元器件清單表27附錄3：相關(guān)設(shè)計(jì)軟件281 前言（緒論）1986 年，在藍(lán)寶石基底上沉積高品質(zhì)gan 晶體獲得成功，并且在1993 年開(kāi)發(fā)出了高亮度藍(lán)光發(fā)光二極管( leds) 。至今，人們?nèi)栽趯?duì)高亮度藍(lán)光 led 進(jìn)行不斷地完善。在 19

3、96 年，開(kāi)發(fā)出了采用藍(lán)光 led 與黃色熒光粉相結(jié)合發(fā)出白光的 led 產(chǎn)品并將其商業(yè)化1。21 世紀(jì)照明 meti 國(guó)家(akari) 項(xiàng)目是一項(xiàng)基于高效率白光 led 照明技術(shù)的工程，它利用的是近紫外線(xiàn) led 與熒光粉系統(tǒng)相結(jié)合的方法，該項(xiàng)目于1998 年啟動(dòng)，其第一階段的項(xiàng)目已于 2004 年完成。作為電子元器件，發(fā)光二極管（light emitting diode-led）已出現(xiàn)40多年，但長(zhǎng)久以來(lái)，受到發(fā)光效率和亮度的限制，僅為指示燈所采用，直到上世紀(jì)末突破了技術(shù)瓶頸，生產(chǎn)出高亮度高效率的led和蘭光led，使其應(yīng)用范圍擴(kuò)展到信號(hào)燈、城市夜景工程、全彩屏等，提供了作為照明光源的可

4、能性。隨著led應(yīng)用范圍的加大，提高led可靠性具有更加重要的意義。led具有高可靠性和長(zhǎng)壽命的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)研發(fā)過(guò)程中，需要通過(guò)壽命試驗(yàn)對(duì)led芯片的可靠性水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，并通過(guò)質(zhì)量反饋來(lái)提高led芯片的可靠性水平，以保證led芯片質(zhì)量，為此我司在實(shí)現(xiàn)全色系led產(chǎn)業(yè)化的同時(shí)，開(kāi)發(fā)了led芯片壽命試驗(yàn)的條件、方法、手段和裝置等，以提高壽命試驗(yàn)的科學(xué)性和結(jié)果的準(zhǔn)確性。近些年來(lái)，led 照明因具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如長(zhǎng)壽命、低能耗、體積小等而非常有吸引力。最早 led 只是被用來(lái)替換小型白熾燈充當(dāng)指示器。在其光效有所提高后，led 被應(yīng)用于顯示器中。隨著其光效和總光通量的進(jìn)一步改善，led 開(kāi)始被應(yīng)用

5、于日常照明領(lǐng)域。對(duì)于普通照明設(shè)備而言, led 有限的光通量是一個(gè)難以解決的問(wèn)題。要想獲得高光通量就需要有高密度基底和大的工作電流。這將導(dǎo)致led 產(chǎn)生熱量、溫度升高, 損壞led 模塊。隨著led生產(chǎn)技術(shù)水平的提高，產(chǎn)品的壽命和可靠性大為改觀，led的理論壽命為10萬(wàn)小時(shí)，如果仍采用常規(guī)的正常額定應(yīng)力下的壽命試驗(yàn)，很難對(duì)產(chǎn)品的壽命和可靠性做出較為客觀的評(píng)價(jià)，而我們?cè)囼?yàn)的主要目的是，通過(guò)壽命試驗(yàn)掌握l(shuí)ed芯片光輸出衰減狀況，進(jìn)而推斷其壽命。本設(shè)計(jì)介紹了led芯片壽命試驗(yàn)過(guò)程，提出了壽命試驗(yàn)條件，完善的試驗(yàn)方案，消除可能影響壽命試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的因素，保證了壽命試驗(yàn)結(jié)果的客觀性和準(zhǔn)確性。采用科學(xué)的

6、試驗(yàn)線(xiàn)路和連接方式，使壽命試驗(yàn)臺(tái)不但操作簡(jiǎn)便、安全，而且試驗(yàn)容量大。2 總體方案設(shè)計(jì) led 的發(fā)光過(guò)程包括三個(gè)部分：正向偏壓下的載流子注入、復(fù)合輻射和光能傳輸。由此可見(jiàn)，led 主要靠載流子的不斷移動(dòng)而發(fā)光的，不存在老化和燒斷的現(xiàn)象，其特殊的發(fā)光機(jī)理決定了它的發(fā)光壽命長(zhǎng)達(dá)5 - 10萬(wàn)個(gè)小時(shí)。led 的壽命主要取決于 led 芯片的質(zhì)量、芯片的設(shè)計(jì)和芯片的材料。直接影響 led 壽命的關(guān)鍵因素有兩個(gè)：一是驅(qū)動(dòng)電流的變化 達(dá)到某個(gè)閾值以后，啟動(dòng) led 的電流越高，發(fā)光發(fā)熱就越多；二是工作環(huán)境溫度 溫度越高，出光就越少。此外，led 燈具的安裝及固定方式對(duì)其壽命也有很大的影響。led 芯片對(duì)溫

7、度異常敏感，這也是半導(dǎo)體的共性。一般用 led 照明光源光通量流明值下降到初始值的50%的時(shí)間來(lái)定義其壽命。50%就是led的半衰期，例如，5led在室溫情況下，在20 ma電流驅(qū)動(dòng)下的壽命為10萬(wàn)小時(shí)，也就是說(shuō)10萬(wàn)小時(shí)后，其光通量還保持在原來(lái)的一半。圖2.1 led的半衰期與 pn 結(jié)結(jié)點(diǎn)的溫度的關(guān)系led 的半衰期與 pn 結(jié)（tj 點(diǎn)）結(jié)點(diǎn)的溫度關(guān)系可用如圖2.1曲線(xiàn)表示，其關(guān)系為 式中， bt 為使用t后的光通量， bo 為初始使用的光通量； e為對(duì)數(shù)常數(shù)；c為常數(shù)；t 為使用時(shí)間；k 為溫度。不管如何測(cè)量，半導(dǎo)體照明光源的壽命通常是比較長(zhǎng)的，這對(duì) led 產(chǎn)品應(yīng)用來(lái)說(shuō)是一個(gè)很有意義

8、的因素。隨著使用時(shí)間的推移，led的光衰量非常小。一般情況下，led光源的使用壽命是 50 000 h或者更長(zhǎng)。如果其中一個(gè)led損壞了也不會(huì)影響整個(gè)燈的繼續(xù)照明。led燈的使用壽命還取決于每天工作多少小時(shí)如圖表 2.2所示。每天工作時(shí)間5 萬(wàn)小時(shí)等于10 萬(wàn)小時(shí)等于每天24小時(shí)5.7 年11.4 年每天工作18小時(shí)7.4 年14.8 年每天工作8小時(shí)17.1 年34.2 年表2.2 led 壽命與使用時(shí)間的關(guān)系必須指出，50 000 h 是 led 在實(shí)驗(yàn)室老化的預(yù)期壽命。從目前的制造技術(shù)來(lái)看，要做到燈具整體達(dá)到50 000 h 的壽命是很困難的。燈具壽命和光源壽命不能混為一談2.1方案比較

9、2.1.1方案一：長(zhǎng)期壽命測(cè)試方案一敘述：為了確認(rèn)led燈具壽命是否達(dá)到5 - 10萬(wàn)小時(shí)，需要進(jìn)行長(zhǎng)期壽命試驗(yàn)，目前的做法基本上形成如下共識(shí)：因 gan基的led器件開(kāi)始的輸出光功率不穩(wěn)定，所以按美國(guó) assist聯(lián)盟規(guī)定，需要電老化1000小時(shí)后，測(cè)得的光功率或光通量為初始值。之后加額定電流3000小時(shí)，測(cè)量光通量（或光功率）衰減要小于4%,再加電流 3000小時(shí)，光通量衰減要小于8%,再通電4000小時(shí)，共1萬(wàn)小時(shí)，測(cè)得光通量衰減要小于14%,即光通量達(dá)到初始值的 86%以上。此時(shí)才可證明確保 led 壽命達(dá)到5 - 10萬(wàn)小時(shí)。2.1.2方案二：加速（短期）壽命測(cè)試方案二敘述：電子器件

10、加速壽命試驗(yàn)可以在加大應(yīng)力（電功率或溫度）下進(jìn)行試驗(yàn)，這里要討論的是采用溫度應(yīng)力的辦法，測(cè)量計(jì)算出來(lái)的壽命是led平均壽命，即失效前的平均工作時(shí)間。采用此方法將會(huì)大大地縮短led壽命的測(cè)試時(shí)間，有利于及時(shí)改進(jìn)、提高led可靠性。主要是引用“亞瑪卡西”（yamakoshi）的發(fā)光管光功率緩慢退化公式，通過(guò)退化系數(shù)得到不同加速應(yīng)力溫度下led的壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)，再用“阿倫尼斯”（arrhenius）方程的數(shù)值解析法得到正常應(yīng)力（室溫）下的led 的平均壽命，簡(jiǎn)稱(chēng)“退化系數(shù)解析法”,該方法采用三個(gè)不同應(yīng)力溫度即165、175和185下，測(cè)量的數(shù)據(jù)計(jì)算出室溫下平均壽命的一致性。2.2方案論證方案一中試驗(yàn)周

11、期長(zhǎng)，需要電老化1000小時(shí)后，測(cè)得的光功率或光通量為初始值，之后加額定電流3000小時(shí)，測(cè)量光通量（或光功率）衰減要小于4%,再加電流 3000小時(shí)，光通量衰減要小于8%,再通電4000小時(shí)，共1萬(wàn)小時(shí)，將近42天的時(shí)間，與本次設(shè)計(jì)所給時(shí)間沖突十分巨大，試驗(yàn)過(guò)程將耗費(fèi)諸多時(shí)間，故不宜采用此方案。方案二中在加大應(yīng)力（電功率或溫度）下進(jìn)行試驗(yàn)，這里要討論的是采用溫度應(yīng)力的辦法，測(cè)量計(jì)算出來(lái)的壽命是led平均壽命，即失效前的平均工作時(shí)間。采用此方法將會(huì)大大地縮短led壽命的測(cè)試時(shí)間，有利于及時(shí)改進(jìn)、提高led可靠性。能夠在本次設(shè)計(jì)所給時(shí)間中，較為準(zhǔn)確的得到試驗(yàn)的結(jié)果。綜上所述，本次設(shè)計(jì)將采用方案二

12、進(jìn)行以下設(shè)計(jì)。3 單元模塊設(shè)計(jì)3.1各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)3.1.1熱阻( r ) 的測(cè)量本實(shí)驗(yàn)的目的在于得知工作條件與設(shè)備使用壽命之間的關(guān)系。工作條件中的兩個(gè)重要因素是驅(qū)動(dòng)電流和結(jié)溫 tj 。且結(jié)溫 tj 通過(guò)r (在pn結(jié)與銅板之間) 進(jìn)行計(jì)算。因此,為了獲得可靠、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù), 可以用兩種方法對(duì)r進(jìn)行測(cè)量。一種是常見(jiàn)的電壓梯度法, 另一種是利用熱像儀。led 模塊安裝在銅基電路板上。電路板的形成特別設(shè)計(jì)成開(kāi)放式的, 因此其外殼直接用銅和焊料焊接。銅板通過(guò)熱導(dǎo)密封墊與熱沉相連。熱沉通過(guò)peltier設(shè)備來(lái)控制溫度。實(shí)驗(yàn)設(shè)備如圖3.1所示。圖3.1 熱阻測(cè)量裝置可以對(duì)結(jié)溫 tj 進(jìn)行了常

13、規(guī)測(cè)量。在外殼中串聯(lián)有5個(gè)芯片。再對(duì)連接在一起的5個(gè)芯片逐一進(jìn)行測(cè)量。每一個(gè)芯片內(nèi)部的溫度分布情況并不完全一致。因此我們用平均值作為最終測(cè)量結(jié)果。利用這種方法必須去除熒光板、光學(xué)組件和底部填充劑, 直接確定芯片內(nèi)的溫度分布情況。因此, 原則上我們必須關(guān)注 tj 在去除硅樹(shù)脂后可能出現(xiàn)的變化。對(duì)熱傳導(dǎo)過(guò)程的計(jì)算證實(shí)幾乎所有的熱量是通過(guò)金質(zhì)凸點(diǎn)而非硅樹(shù)脂來(lái)傳導(dǎo)的。這說(shuō)明 tj 的測(cè)量與是否去除了硅樹(shù)脂無(wú)關(guān)。r = 78.9 /w。其數(shù)值與由常規(guī)測(cè)量方法獲得的數(shù)值相同。我們利用這兩種方法測(cè)得的熱阻值完全一致。因此, 我們證實(shí)用兩種方法測(cè)得的數(shù)據(jù)可靠、準(zhǔn)確。再利用熱像儀分別對(duì)1塊芯片和5塊芯片進(jìn)行測(cè)量

14、, 其測(cè)量結(jié)果是在同位置測(cè)量到的r值的1.2倍。在計(jì)算中, 我們定義熱阻為5塊led芯片平均溫度的平均值。通過(guò)熱像儀所測(cè)得的此數(shù)值為 100.2 /w。因此, 我們假定其熱阻為 100 /w。3.1.2結(jié)溫測(cè)量結(jié)溫測(cè)量的實(shí)驗(yàn)裝置如圖3.2所示。恒溫箱 ( 1 ) ( wg 243 型電熱鼓風(fēng)干燥箱)被用來(lái)控制 led 的環(huán)境溫度,誤差小于 1 。led支架可以方便的固定led ( 2 ) 以及測(cè)量電路和熱電阻 ( 3 ) ( pt100標(biāo)準(zhǔn)熱電阻) 。熱電阻被焊接在led的陽(yáng)極管腳上, 它的電阻值由萬(wàn)用 ( 4 ) ( vc 9802 a )來(lái)測(cè)量。電源 ( 5 ) ( ss p3112 光譜

15、儀的穩(wěn)流電源 ) 給 led提供恒定直流。另一只萬(wàn)用表 ( 6 )( vc 9802 a ) 用來(lái)測(cè)量led 的正向電壓。 led 發(fā)出的光通過(guò)透鏡 ( 7 ) 匯聚后,透過(guò)恒溫箱的玻璃窗口 ( 8 ) ,進(jìn)入光譜儀 ( 9 ) ( ssp 3112 光譜儀 )的積分球。在恒定電流 ( 20 ma ) 改變環(huán)境溫度 ( 35 100 ) 測(cè)量的情況下,可以測(cè)得初始電壓與初始結(jié)溫符合很強(qiáng)的線(xiàn)性關(guān)系。所以可以通過(guò)測(cè)量正向電壓確定結(jié)溫:tj = t0 +（vt - v0）/k其中t0 是作為參考的環(huán)境溫度, v0 是在t0 下的初始電壓; tj 和vt 分別是穩(wěn)定時(shí)的電壓。整個(gè)測(cè)量過(guò)程中,電流要保持

16、恒定。系數(shù)k可以通過(guò)測(cè)量?jī)山M不同的參考溫度和電壓得到k = (v1 - v0 ) / ( t1 - t0 ) ,也可以通過(guò)測(cè)量多組參考溫度和電壓作線(xiàn)性擬合得到。選擇靠近擬合直線(xiàn)的測(cè)量點(diǎn)(95. 0 , 3. 805 v)作為參考點(diǎn),實(shí)驗(yàn)中l(wèi)ed通電后穩(wěn)定時(shí)的結(jié)溫可以由下面的公式來(lái)確定:圖3.2 測(cè)量結(jié)溫的裝置tj = 95.0 - 202.1 (vj - 3.805) 3.1.3光通量的測(cè)量光通量的有積分球法和變角光度計(jì)法兩種方法。變角光度計(jì)法是測(cè)試光通量最精確地的方法，但是由于其耗時(shí)較長(zhǎng)，所以一般采用積分球法測(cè)試光通量，如圖3.3所示。用積分球法測(cè)led光通量時(shí)有兩種測(cè)試結(jié)構(gòu)：一種是將被測(cè)

17、led 放在球心；另外一種是將其放在球壁。圖3.3 積分球法測(cè)led光通量積分球的基本工作原理：光線(xiàn)由輸入孔入射后，光線(xiàn)在球內(nèi)部被均勻的反射及漫射，在球面上形成均勻的光強(qiáng)分布，因此輸出孔所得到的光線(xiàn)為非常均勻的漫射光束。而且入射光之入射角度、空間分布、以及極性都不會(huì)對(duì)輸出的光束強(qiáng)度和均勻度造成影響。同時(shí)因?yàn)楣饩€(xiàn)經(jīng)過(guò)積分球內(nèi)部的均勻分布后才射出，因此積分球也可當(dāng)作一個(gè)光強(qiáng)衰減器，輸出強(qiáng)度與輸入強(qiáng)度比大約約為：光輸出孔面積/積分球內(nèi)部的表面積。3.1.4串口電路的設(shè)計(jì)圖3.4 串口電路原理圖3.1.5溫度控制和報(bào)警電路設(shè)計(jì)圖3.5溫度控制和報(bào)警電路設(shè)計(jì)3.1.6 過(guò)零觸發(fā)電路設(shè)計(jì)圖3.6 過(guò)零觸發(fā)

18、電路設(shè)計(jì)3.2電路參數(shù)的計(jì)算及元器件3.2.1 led燈常用電路參數(shù)1正向工作電流if。由于正向工作電壓的變化不大，所以正向工作電流變化時(shí)，一方面會(huì)引起耗散功率的變化，另一方面會(huì)引起我們最關(guān)心的發(fā)光強(qiáng)度的變化。因此，可以通過(guò)正向工作電流說(shuō)明led的發(fā)光強(qiáng)度，或者就把它作為發(fā)光強(qiáng)度的一種間接表示。正常的if一般不超過(guò)ifm的60。2正向工作電壓uf。一般指在一定的正向工作電流條件下的正向壓降。uf隨if的變化而稍有變化，并且隨溫度的上升uf有所下降。uf值視led所用半導(dǎo)體材料的不同而不同，一般在14-3v之間。3反向漏電流ir。反向漏電流是處于反偏置時(shí)的漏電流。4pn結(jié)電容cj 。實(shí)際上它是p

19、n結(jié)電容與管殼、引腳電容之和。結(jié)電容對(duì)于led在高頻下工作有較大的影響。5導(dǎo)通時(shí)間ton。當(dāng)led在脈沖電流驅(qū)動(dòng)下工作時(shí)，在脈沖的上升沿從受激輻射開(kāi)始達(dá)到發(fā)光強(qiáng)度穩(wěn)定值的90為止所需要的時(shí)間。6截止時(shí)間t ct。當(dāng)led在脈沖電流驅(qū)動(dòng)下工作時(shí)，在脈沖的下降沿從受激輻射結(jié)束到發(fā)光強(qiáng)度下降至穩(wěn)定值的10為止所需要的時(shí)間。3.2.2電學(xué)特性1i-u特性是表征led芯片pn結(jié)性能的主要參數(shù)。led的，i-u特性具有非線(xiàn)性和單向?qū)щ娦裕赐饧诱珘罕憩F(xiàn)為低電阻，反之為高電阻，如圖3.4所示。圖3.4 i-u特性曲線(xiàn)正向死區(qū)：a點(diǎn)電壓值u0為開(kāi)啟電壓，當(dāng)u0，且uuf的正向工作區(qū)，if近似隨uf指數(shù)上升：

20、 (3-2)是指led正常發(fā)光時(shí)的正向電流值，在實(shí)際使用中應(yīng)根據(jù)需要選擇在0.6 (為最大正向工作電流)以下。正向工作電壓是在給定正向電流下得到的，一般是在=20ma時(shí)測(cè)得的。led的為1.43v。在環(huán)境溫度升高時(shí)，將下降。由于led的主要功能是發(fā)光，因此正向特性十分重要，而反向特性意義不大，所以led的伏安特性一般就是指它的正向特性。led的伏安特性與一般二極管基本相似，只是開(kāi)始導(dǎo)通的正向電壓比較大，在1.63.0v之間，視不同的半導(dǎo)體材料而定，如圖3.5所示。圖3.5 led正向伏安特性曲線(xiàn)從led的伏安特性曲線(xiàn)及模型看，led在正向?qū)ê笃湔螂妷旱募?xì)小變動(dòng)將引起電流的很大變化，而且環(huán)境

21、溫度、老化時(shí)間等因素也將影響led的電氣性能。因?yàn)閘ed的光輸出與led電流相關(guān)，所以在led應(yīng)用中應(yīng)控制輸入電壓和環(huán)境溫度等因素的變化，否則led的光輸出將隨輸入電壓和環(huán)境溫度等因素的變化而變化。若led電流失控，則led長(zhǎng)期工作在大電流下將影響其可靠性和壽命，甚至造成led失效。反向死區(qū)：u0時(shí)，pn結(jié)加反向偏壓；u=-ur時(shí)，反向漏電流為ir，u=-5v時(shí)，gap為0v，gan為10。反向擊穿區(qū)：u-ur， ur稱(chēng)為反向擊穿電壓；與ur對(duì)應(yīng)的電流ir為反向漏電流。當(dāng)反向偏壓增加到使uta時(shí)，內(nèi)部熱量借助管座向外傳熱，散逸熱量(功率)可表示為 p=kt(tjta) (3-3)響應(yīng)時(shí)間：le

22、d的響應(yīng)時(shí)間是標(biāo)志反應(yīng)速度的一個(gè)重要參數(shù)，尤其是在脈沖驅(qū)動(dòng)或電壓調(diào)制時(shí)顯得非常重要。響應(yīng)時(shí)間是指輸入正向電流后led開(kāi)始發(fā)光(上升)和熄滅(下降)的時(shí)間。響應(yīng)時(shí)間用于表征某一顯示器跟蹤外部信息變化的快慢。led的上升時(shí)間隨著電流的增大近似地按指數(shù)規(guī)律衰減。直接躍遷的材料(如gaas_x px)的響應(yīng)時(shí)間僅為幾納秒，而間接躍遷材料(如gap、的響應(yīng)時(shí)間則是100ns。在實(shí)際應(yīng)用中，常常會(huì)設(shè)計(jì)到電參數(shù)的測(cè)量。led電參數(shù)的測(cè)量，與一般二極管的測(cè)量方法相同，在規(guī)定測(cè)試條件下，采用電壓表一電流表的方法即可。只是在反向特性測(cè)試時(shí)，應(yīng)該特別注意，反向電壓不允許加大到擊穿值。在led顯示屏規(guī)模較大時(shí)，使用晶

23、體管顯示儀進(jìn)行測(cè)量更為方便。3.3特殊器件的介紹3.3.1 adm3251eadm3251e是adi（analogdevice,inc）公司推出基于其專(zhuān)利icoupler和isopower磁隔離技術(shù)的rs-232隔離器。adm3251e內(nèi)部集成了隔離電源dc-dc轉(zhuǎn)換器，兩個(gè)隔離通道以及一路rs-232收發(fā)器。rin和tout引腳帶有15kv的esd保護(hù)，因此適用于極端的電力環(huán)境和任何可以適用rs-232收發(fā)器的場(chǎng)合。icoupler磁隔離技術(shù)是adi公司的一項(xiàng)專(zhuān)利隔離技術(shù)，是一種基于芯片尺寸的變壓器隔離技術(shù)，它采用了高速cmos工藝和芯片級(jí)的變壓器技術(shù)。所以，在性能、功耗、體積等各方面都有傳

24、統(tǒng)光電隔離器件（光耦）無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。由于磁隔離在設(shè)計(jì)上取消了光電耦合器中影響效率的光電轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，因此它的功耗僅為光電耦合器的1/6-1/10，具有比光電耦合器更高的數(shù)據(jù)傳輸速率、時(shí)序精度和瞬態(tài)共模抑制能力。同時(shí)也消除了光電耦合中不穩(wěn)定的電流傳輸率，非線(xiàn)性傳輸，溫度和使用壽命等方面的問(wèn)題。adm3251e完全符合eia/tia-232e和itu-tv.28規(guī)則，并且數(shù)據(jù)傳輸速度達(dá)到460kbps。adm3251e是寬體soic-20封裝，工作溫度為-40到+85。adm3251e引腳圖如下。圖3.7 adm3251e引腳圖3.3.2 aduc848aduc848是adi公司新推出的嵌有單指令周

25、期8052閃存mcu、帶兩路24位-a/d、雙12位d/a以及兩個(gè)靈活脈寬調(diào)制輸出的高性能24位數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)芯片。該芯片的數(shù)據(jù)處理速度達(dá)12mips，且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，噪聲低，非常適用于精密儀器儀表。aduc848是adi公司新推出的高性能24位數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，它內(nèi)部集成有兩個(gè)高分辨率的-adc、10/8通道輸入多路復(fù)用器、一個(gè)8位mcu和程序/數(shù)據(jù)閃速/電擦除存儲(chǔ)器。同時(shí)可提供62k字節(jié)的閃速/電擦除程序存儲(chǔ)器，4k字節(jié)閃速/電擦除數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和2304字節(jié)的數(shù)據(jù)ram。aduc848可通過(guò)一個(gè)片內(nèi)鎖存環(huán)pll產(chǎn)生一個(gè)12.58mhz的高頻時(shí)鐘，以使之運(yùn)行于32khz外部晶振。該時(shí)鐘可通過(guò)

26、一個(gè)從mcu核心時(shí)鐘工作頻率分離的可編程時(shí)鐘發(fā)送。片內(nèi)微控制器是一個(gè)優(yōu)化的單指令周期8052閃存mcu。該mcu在保持與8051指令系統(tǒng)兼容的同時(shí)，具有12.58mips的性能。該芯片的兩個(gè)獨(dú)立的adc（主adc和輔助adc）由一個(gè)輸入多路復(fù)用器，一個(gè)溫度傳感器和一個(gè)可直接測(cè)量低幅度信號(hào)的可編程增益放大器pga組成。主、輔adc都采用高頻“斬波”技術(shù)來(lái)提供優(yōu)良的直流（dc）失調(diào)和失調(diào)漂移指標(biāo)，因而非常適合用于低溫漂且對(duì)噪聲抑制和抗電磁干擾能力要求較高的應(yīng)用場(chǎng)合。aduc848具有串行下載和調(diào)度模式，可通過(guò)ea引腳提供引腳競(jìng)爭(zhēng)模式，同時(shí)支持quickstart開(kāi)發(fā)系統(tǒng)和低成本的軟件和硬件工具。該

27、芯片具有52引腳塑料四方扁平封裝（mqfp）和56引腳芯片級(jí)封裝（csp）。圖3.8 aduc848的引腳排列圖3.9 aduc848電路設(shè)計(jì)3.3.3 555芯片555集成電路開(kāi)始是作定時(shí)器應(yīng)用的，后來(lái)經(jīng)過(guò)開(kāi)發(fā)，它除了作定時(shí)延時(shí)控制外，還可用于調(diào)光、調(diào)溫、調(diào)壓、調(diào)速等多種控制及計(jì)量檢測(cè)。此外，還可以組成脈沖振蕩、單穩(wěn)、雙穩(wěn)和脈沖調(diào)制電路，用于交流信號(hào)源、電源變換、頻率變換、脈沖調(diào)制等。555定時(shí)器的電路如圖所示。它由三個(gè)阻值為5k的電阻組成的分壓器、兩個(gè)電壓比較器c1和c2、基本rs觸發(fā)器、放電晶體管t、與非門(mén)和反相器組成。分壓器為兩個(gè)電壓比較器c1、c2提供參考電壓。如5端懸空，則比較器c

28、1的參考電壓為32ucc，加在同相端；c2的參考電壓為31ucc，加在反相端。是復(fù)位輸入端。當(dāng)=0時(shí)，基本rs觸發(fā)器被置0，晶體管t導(dǎo)通，輸出端u0為低電平。正常工作時(shí)，=1。u11和u12分別為6端和2端的輸入電壓。當(dāng)u1132ucc，u1231ucc時(shí)，c1輸出為低電平，c2輸出為高電平，即=0，=1，基本rs觸發(fā)器被置0，晶體管t導(dǎo)通，輸出端u0為低電平。圖3.10 555時(shí)基電路引腳555定時(shí)器產(chǎn)品有ttl型和cmos型兩類(lèi)。一般用雙極性工藝制作的稱(chēng)為555，用cmos工藝制作的稱(chēng)為7555，除單定時(shí)器外，還有對(duì)應(yīng)的雙定時(shí)器556/7556。555定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在4.5v1

29、6v工作，7555可在318v工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為200ma，因而其輸出可與ttl、cmos或者模擬電路電平兼容。ttl型產(chǎn)品型號(hào)的最后三位都是555，cmos型產(chǎn)品的最后四位都是7555，它們的邏輯功能和外部引線(xiàn)排列完全相同。特點(diǎn)：555定時(shí)器是一種數(shù)字電路與模擬電路相結(jié)合的中規(guī)模集成電路。該電路使用靈活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器等，因而廣泛用于信號(hào)的產(chǎn)生、變換、控制與檢測(cè)。555定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。3.4各單元模塊的聯(lián)接圖3.11 各單元的聯(lián)接4 軟件

30、設(shè)計(jì)4.1 protel99 se簡(jiǎn)介protel是portel公司在80年代末推出的eda軟件，在電子行業(yè)cad軟件中，它當(dāng)之無(wú)愧地排在眾多eda軟件的前面，是電子設(shè)計(jì)者的首選軟件，它較早就在國(guó)內(nèi)開(kāi)始使用，在國(guó)內(nèi)的普及率也最高，有些高校的電子專(zhuān)業(yè)還專(zhuān)門(mén)開(kāi)設(shè)了課程來(lái)學(xué)習(xí)它，幾乎所有的電子公司都要用到它，許多大公司在招聘電子設(shè)計(jì)人才時(shí)在其條件欄上常會(huì)寫(xiě)著要求會(huì)使用protel。protel99se共分5個(gè)模塊，分別是原理圖設(shè)計(jì)、pcb設(shè)計(jì)（包含信號(hào)完整性分析）、自動(dòng)布線(xiàn)器、原理圖混合信號(hào)仿真、pld設(shè)計(jì)。protel99采用全新的管理方式，即數(shù)據(jù)庫(kù)的管理方式。protel99是在桌面環(huán)境下第一個(gè)

31、以獨(dú)特的設(shè)計(jì)管理和團(tuán)隊(duì)合作技術(shù)為核心的全方位的印制板設(shè)計(jì)系統(tǒng)。所有protel99設(shè)計(jì)文件都被存儲(chǔ)在唯一的綜合設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)中，并顯示在唯一的綜合設(shè)計(jì)編輯窗口。protel99設(shè)計(jì)平臺(tái)軟硬件配置要求： ntium ii 233mhz內(nèi)存32m硬盤(pán)300m顯示器svga，15顯示分辯率800600。建議配置：cpupentiumii300以上內(nèi)存128m，硬盤(pán)6g以上顯示器svga,17以上顯示分辯率256色，1280768。只要是1998年以后所成立的計(jì)算機(jī)教室，或個(gè)人購(gòu)買(mǎi)的計(jì)算機(jī)，幾乎都超過(guò)以上標(biāo)準(zhǔn)。本次設(shè)計(jì)將使用protel軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。4.2軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及功能并聯(lián)連接形式：即將多個(gè)led

32、的正極與正極、負(fù)極與負(fù)極并聯(lián)連接，其特點(diǎn)是每個(gè)led的工作電壓一樣，總電流為ifn，為了實(shí)現(xiàn)每個(gè)led的工作電流if一致，要求每個(gè)led的正向電壓也要一致。但是，器件之間特性參數(shù)存在一定差別，且led的正向電壓vf隨溫度上升而下降，不同led可能因?yàn)樯釛l件差別，而引發(fā)工作電流if的差別，散熱條件較差的led，溫升較大，正向電壓vf下降也較大，造成工作電流if上升。雖然可以通過(guò)加入串聯(lián)電阻限流減輕上述現(xiàn)象，但存在線(xiàn)路復(fù)雜、工作電流if差別較大、不能適用不同vf的led等缺點(diǎn)，因此不宜采用并聯(lián)連接驅(qū)動(dòng)形式。串聯(lián)連接形式：即將多個(gè)led的正極對(duì)負(fù)極連接成串，其優(yōu)點(diǎn)通過(guò)每個(gè)led的工作電流一樣，一般

33、應(yīng)串入限流電阻r，如圖二為單串電路，當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)led開(kāi)路時(shí)，將導(dǎo)致這串8個(gè)led熄滅，從原理上led芯片開(kāi)路的可能性極小。我們認(rèn)為壽命試驗(yàn)的led，以恒流驅(qū)動(dòng)和串聯(lián)連接的工作方式為佳。 采用常見(jiàn)78系列電源電路ic構(gòu)成的led恒流驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路，其特點(diǎn)是成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高；通過(guò)調(diào)整電位器阻值，即可方便調(diào)整恒流電流；適用電源電壓范圍大，驅(qū)動(dòng)電流較精確穩(wěn)定，電源電壓變化影響較小。我們以圖二電路為基本路線(xiàn)，并聯(lián)構(gòu)成壽命試驗(yàn)單元板，每一單元板可同時(shí)進(jìn)行l(wèi)ed壽命試驗(yàn)。5 系統(tǒng)調(diào)試本實(shí)驗(yàn)，在軟件調(diào)試方面，采用protel99 se軟件，進(jìn)行逐級(jí)調(diào)試，最后利用頂層文件總體調(diào)試方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證性調(diào)試

34、。在硬件調(diào)試方面，aduc848可通過(guò)一個(gè)片內(nèi)鎖存環(huán)pll產(chǎn)生一個(gè)12.58mhz的高頻時(shí)鐘，以使之運(yùn)行于32khz外部晶振。該時(shí)鐘可通過(guò)一個(gè)從mcu核心時(shí)鐘工作頻率分離的可編程時(shí)鐘發(fā)送。片內(nèi)微控制器是一個(gè)優(yōu)化的單指令周期8052閃存mcu。該mcu在保持與8051指令系統(tǒng)兼容的同時(shí)，具有12.58mips的性能。該芯片的兩個(gè)獨(dú)立的adc（主adc和輔助adc）由一個(gè)輸入多路復(fù)用器，一個(gè)溫度傳感器和一個(gè)可直接測(cè)量低幅度信號(hào)的可編程增益放大器pga組成。主、輔adc都采用高頻“斬波”技術(shù)來(lái)提供優(yōu)良的直流（dc）失調(diào)和失調(diào)漂移指標(biāo)，因而非常適合用于低溫漂且對(duì)噪聲抑制和抗電磁干擾能力要求較高的應(yīng)用場(chǎng)

35、合。aduc848具有串行下載和調(diào)度模式，可通過(guò)ea引腳提供引腳競(jìng)爭(zhēng)模式，同時(shí)支持quickstart開(kāi)發(fā)系統(tǒng)和低成本的軟件和硬件工具。該芯片具有52引腳塑料四方扁平封裝（mqfp）和56引腳芯片級(jí)封裝（csp）。6 系統(tǒng)功能及指標(biāo)參數(shù)6.1說(shuō)明系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能led芯片壽命試驗(yàn)過(guò)程，提出了壽命試驗(yàn)條件，完善的試驗(yàn)方案，消除可能影響壽命試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的因素，保證了壽命試驗(yàn)結(jié)果的客觀性和準(zhǔn)確性。采用科學(xué)的試驗(yàn)線(xiàn)路和連接方式，使壽命試驗(yàn)臺(tái)不但操作簡(jiǎn)便、安全，而且試驗(yàn)容量大。測(cè)量計(jì)算出來(lái)的壽命是led平均壽命，即失效前的平均工作時(shí)間。大大地縮短led壽命的測(cè)試時(shí)間，有利于及時(shí)改進(jìn)、提高led可靠性。

36、引用“亞瑪卡西”（yamakoshi）的發(fā)光管光功率緩慢退化公式，通過(guò)退化系數(shù)得到不同加速應(yīng)力溫度下led的壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)，再用“阿倫尼斯”（arrhenius）方程的數(shù)值解析法得到正常應(yīng)力（室溫）下的led 的平均壽命，簡(jiǎn)稱(chēng)“退化系數(shù)解析法”,測(cè)量的數(shù)據(jù)計(jì)算出室溫下平均壽命的一致性。6.2系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)測(cè)試及測(cè)試方法說(shuō)明試驗(yàn)中應(yīng)測(cè)量的主要參數(shù)為光通量（或光功率）、色溫（色坐標(biāo)），其它參數(shù)為熱阻、正向電壓、色容差等。測(cè)量方法及要求應(yīng)符合sj/t 23552006 中的相關(guān)規(guī)定。測(cè)試環(huán)境、測(cè)試儀器及測(cè)試設(shè)備的要求應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。 在沒(méi)有自動(dòng)記錄的試驗(yàn)中，具體產(chǎn)品測(cè)試間隔時(shí)間的選擇，可通

37、過(guò)摸底試驗(yàn)來(lái)確定。測(cè)試間隔時(shí)間的長(zhǎng)短與施加應(yīng)力的大小有關(guān)，施加應(yīng)力小，則測(cè)試間隔長(zhǎng)；施加應(yīng)力大，則測(cè)試間隔短。每個(gè)加速應(yīng)力水平下的壽命試驗(yàn)的測(cè)試數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)m不應(yīng)少于5個(gè)（m5）。在沒(méi)有自動(dòng)記錄的試驗(yàn)中取出樣品進(jìn)行測(cè)試到再次投入樣品繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)的時(shí)間一般不應(yīng)超過(guò)24小時(shí)。試驗(yàn)過(guò)程中，每次測(cè)試均應(yīng)使用同一測(cè)試儀器和工具，如必須更換時(shí)，則必須經(jīng)過(guò)計(jì)量，以便保證測(cè)試精度。6.2.1失效時(shí)間和失效數(shù)的確定對(duì)于以光通量衰減作為單一失效判據(jù)，通過(guò)光通量衰減系數(shù)計(jì)算某一產(chǎn)品的試驗(yàn)截止時(shí)間和某一結(jié)溫下的工作壽命（簡(jiǎn)稱(chēng)退化系數(shù)外推解析法），按不同應(yīng)用要求，取光通量衰減到初始值的50或70作為失效判據(jù)。計(jì)算公式如下：

38、pt= p0 exp(-t) （6-1）式中:p0為初始光通量(或光功率)；pt為加溫加電后對(duì)應(yīng)某一工作時(shí)間的光通量（或光功率）；為某一結(jié)溫下的退化系數(shù)；t為某一產(chǎn)品的試驗(yàn)截止時(shí)間。 （6-2）式中：i為不同的試驗(yàn)環(huán)境溫度的應(yīng)力水平，可取為1、2、r；lc,i為某一結(jié)溫下的工作壽命,c= pt/ p0。減少試驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差，第一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的退化量應(yīng)大于儀器測(cè)量誤差，可以采用圖估法(在概率紙上描點(diǎn)劃線(xiàn)或運(yùn)用計(jì)算機(jī))進(jìn)行線(xiàn)性擬合，選取偏離直線(xiàn)最小、光輸出衰減較大的試驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)，該數(shù)據(jù)點(diǎn)的累計(jì)時(shí)間即為試驗(yàn)截止時(shí)間，通過(guò)公式（6-2）計(jì)算給定結(jié)溫下的失效時(shí)間（工作壽命lc,i），這樣可以縮短試驗(yàn)時(shí)間。若光功

39、率的初始值一直下降，如圖8.21所示，則加速壽命為lc,it，則可直接用退化系數(shù)外推求得。圖6.1 光功率的初始值一直處于下降時(shí)的加速壽命示意圖若光功率出現(xiàn)先上升再下降的情況，如圖所示，則加速壽命為lc,i t1（t2t1） (6-3)其中 光功率下降到初始值p0的試驗(yàn)時(shí)間為t1，用退化系數(shù)外推法求得的壽命為t2t1 。圖6.2 光功率出現(xiàn)先上升再下降時(shí)的加速壽命示意圖對(duì)于以色溫漂移為單一失效判據(jù)的白光led或具有光通量衰減和色溫漂移2個(gè)失效判據(jù)的白光led，則需產(chǎn)品試驗(yàn)到失效時(shí)方可截止， 試驗(yàn)截止時(shí)間即為失效時(shí)間(加速壽命)，這樣就需要較長(zhǎng)的試驗(yàn)時(shí)間。試驗(yàn)采用定數(shù)截尾，一般情況下，試驗(yàn)截尾時(shí)

40、間應(yīng)使失效數(shù)r大于或等于投試樣品數(shù)n 的30%，當(dāng)失效數(shù)無(wú)法達(dá)到30%n時(shí)，至少有r4。試驗(yàn)過(guò)程中由于非產(chǎn)品本身原因所造成的失效不應(yīng)計(jì)入失效數(shù)內(nèi)。6.2.2 數(shù)據(jù)處理方法以光通量衰減作為單一失效判據(jù)采用退化系數(shù)外推解析法,溫度應(yīng)力加速模型退化系數(shù)與結(jié)溫之間的關(guān)系用阿侖尼斯（arrhenius）方程表示= if0exp(-ea/k tj) (6-4)式中if為工作電流，0為常數(shù)；ea為激活能；k為波耳茲曼常數(shù)(8.6210-5ev)；tj為結(jié)溫（絕對(duì)溫度）。結(jié)溫可按以下公式求得：對(duì)于小功率led tj= ta + vfif rj-a (6-5)對(duì)于功率型led tj= ta +( vfifpt

41、)(rj-c + rc-h + rh-a) (6-6)式中: ta為環(huán)境溫度（本試驗(yàn)的烘箱溫度為環(huán)境溫度）； vf為正向電壓；輸出功率pt較小時(shí)可以忽略不計(jì)。 rj-c為結(jié)到殼的熱阻；rc-h為殼到熱沉的熱阻，當(dāng)rc-h在最佳情況下，計(jì)算時(shí)可以忽略不計(jì)；rh-a為熱沉到環(huán)境的熱阻。通過(guò)公式（6-7）求出激活能ea （6-7）式中：tj,(i-1)、tj,i為不同試驗(yàn)環(huán)境溫度下的結(jié)溫。正常工作環(huán)境溫度(ta25)下的平均壽命lc,0通過(guò)公式（6-8）求得 （6-8）lc,0為工作環(huán)境溫度（25）下的平均工作壽命；tj,0 為某一工作環(huán)境溫度下的結(jié)溫。6.3系統(tǒng)功能及指標(biāo)參數(shù)分析加速壽命試驗(yàn)中用概

42、率紙圖估試驗(yàn)結(jié)果直觀形象，一般用于監(jiān)視和驗(yàn)證試驗(yàn)過(guò)程是否出現(xiàn)異常現(xiàn)象。我們從威布爾分布圖估法（gb 2689.281 ）驗(yàn)證的案例結(jié)果可以看出：1.由形狀參數(shù)m可以看失效模式。（當(dāng)m1時(shí)為早期失效；m1為偶然失效工作期，此時(shí)失效率接近于常數(shù)，此時(shí)樣品的壽命分布為指數(shù)分布）m1為磨損失效期，（本案例m=6.64）。在高溫（165185）下led器件的芯片會(huì)加速退化，而且封裝材料也會(huì)加速老化，使其透光性能變差，表現(xiàn)為光功率的加速衰退，這是本案例的工作壽命進(jìn)入到磨損失效期m值較大的主要原因。2.不同溫度下的led壽命數(shù)據(jù)點(diǎn)的分布符合威布爾分布，即使在產(chǎn)品很少的取樣數(shù)下(n=5)，數(shù)據(jù)點(diǎn)在威布爾分概率

43、紙上均能夠呈現(xiàn)較好的線(xiàn)性擬合。3.led器件的失效雖受多種隨機(jī)變量的影響，這些變量包括電、熱失效機(jī)理的芯片和熱失效機(jī)理的封裝材料，由它們組合的多重影響，在概率紙上能夠呈現(xiàn)符合預(yù)期的威布爾分布。7 結(jié)論傳統(tǒng)的led壽命測(cè)試時(shí)直接測(cè)量其光強(qiáng)來(lái)獲取led壽命，這種方法不僅實(shí)驗(yàn)長(zhǎng)，而且通常受到外界干擾影響實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性。本實(shí)驗(yàn)首先通過(guò)將led放在熱電阻下加溫，改變了其所處的環(huán)境，加速了led 的老化，縮短了實(shí)驗(yàn)周期。減小了實(shí)驗(yàn)的偶然性誤差。其次，將led放在干燥箱內(nèi)，減少了外界濕度對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,同時(shí)在干燥箱內(nèi)。最后，由于led 結(jié)溫高低直接影響到led 出光效率、器件壽命、可靠性、發(fā)射波長(zhǎng)等，因此對(duì)結(jié)溫、

44、熱阻等熱學(xué)參數(shù)進(jìn)行快速準(zhǔn)確的測(cè)試是非常必要的目前主要的測(cè)試方法有紅外熱像儀法、電學(xué)參數(shù)法、光譜法等。通過(guò)改變正向電壓測(cè)得led的結(jié)溫，實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，降低了成本。本設(shè)計(jì)給出了一種縮短試驗(yàn)時(shí)間求取led平均壽命的方法，利用led光功率緩慢退化公式，由退化系數(shù)外推不同應(yīng)力溫度下led的失效時(shí)間（加速壽命），再用數(shù)值解析法得到正常環(huán)境溫度應(yīng)力下的led平均壽命。此法不僅適用于所有單色光led，而且對(duì)以光功率衰減作為單一失效判據(jù)（不考慮色溫飄移）的白光led也適用。用威布爾分布和對(duì)數(shù)正態(tài)分布圖估法進(jìn)行檢驗(yàn)和驗(yàn)證，在加速模型、失效模式等方面未發(fā)現(xiàn)有異常。本標(biāo)準(zhǔn)給出了一種縮短試驗(yàn)時(shí)間求取led平均壽命的方法

45、，利用led光功率緩慢退化公式，由退化系數(shù)外推不同應(yīng)力溫度下led的失效時(shí)間（加速壽命），再用數(shù)值解析法得到正常環(huán)境溫度應(yīng)力下的led平均壽命。此法不僅適用于所有單色光led，而且對(duì)以光功率衰減作為單一失效判據(jù)（不考慮色溫飄移）的白光led也適用。用威布爾分布和對(duì)數(shù)正態(tài)分布圖估法進(jìn)行檢驗(yàn)和驗(yàn)證，在加速模型、失效模式等方面未發(fā)現(xiàn)有異常。本論文通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研，已經(jīng)分析出發(fā)光壽命與led結(jié)溫、熱阻的關(guān)系，光衰與溫度、濕度等環(huán)境因素之間的關(guān)系。可以通過(guò)本實(shí)驗(yàn)測(cè)得led發(fā)光壽命。所得結(jié)果與已有結(jié)果的比較，題目研究中尚存在的問(wèn)題，對(duì)本次的設(shè)計(jì)依然有改進(jìn)的地方，例如試驗(yàn)樣品的隨機(jī)抽取，以及試驗(yàn)樣品的數(shù)量應(yīng)適度

46、增加。8 總結(jié)與體會(huì)這次課程設(shè)計(jì)我們歷時(shí)三個(gè)星期，在我們班里算是倒數(shù)幾組完成的吧，但經(jīng)過(guò)這兩個(gè)星期的實(shí)踐和體驗(yàn)下來(lái)，我們又怎么會(huì)去在乎那個(gè)先后問(wèn)題呢，因?yàn)閷?duì)我來(lái)說(shuō)學(xué)到的不僅是那些知識(shí)，更多的是團(tuán)隊(duì)和合作?，F(xiàn)在想來(lái)，也許學(xué)校安排的課程設(shè)計(jì)有著它更深層的意義吧，它不僅僅讓我們綜合那些理論知識(shí)來(lái)運(yùn)用到設(shè)計(jì)和創(chuàng)新，還讓我們知道了一個(gè)團(tuán)隊(duì)凝聚在一起時(shí)所能發(fā)揮出的巨大潛能!三個(gè)星期前我們?nèi)齻€(gè)人還在為到底選那個(gè)課題而發(fā)生分歧，最后還是在老師的耐心分析和指導(dǎo)下完成了課題的選定，但是隨之而來(lái)的問(wèn)題卻遠(yuǎn)比我們想想的要困難的多過(guò)沒(méi)想到這項(xiàng)看起來(lái)不需要多少技術(shù)的工作卻是非常需要耐心和精力在三個(gè)星期后的今天我已明白課程

47、設(shè)計(jì)對(duì)我來(lái)說(shuō)的意義,它不僅僅是讓我們把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力，更重要的是同學(xué)間的團(tuán)結(jié)，雖然我們這次花去的時(shí)間比別人多，但我相信我們得到的也會(huì)更多!因此此次設(shè)計(jì)，我體會(huì)到的更多的是團(tuán)隊(duì)的力量，完完整整設(shè)計(jì)一樣?xùn)|西出來(lái)，沒(méi)有隊(duì)友的幫助，單單靠一人是難以完成的，甚至都是不能完成的，而對(duì)于這次設(shè)計(jì)，依然是存在問(wèn)題的，設(shè)計(jì)出來(lái)的東西不美觀，以及焊接中出現(xiàn)了虛焊等問(wèn)題，在系統(tǒng)調(diào)試方面，對(duì)于光通量的測(cè)量是較為不準(zhǔn)確的，說(shuō)明在操作以及設(shè)計(jì)方面還是有很大缺陷的，在今后的設(shè)計(jì)中一定要注意這些問(wèn)題。本設(shè)計(jì)給出了一種縮短試驗(yàn)時(shí)間求取led平均壽命的方法，利用led光功率

48、緩慢退化公式，由退化系數(shù)外推不同應(yīng)力溫度下led的失效時(shí)間（加速壽命），再用數(shù)值解析法得到正常環(huán)境溫度應(yīng)力下的led平均壽命。此法不僅適用于所有單色光led，而且對(duì)以光功率衰減作為單一失效判據(jù)（不考慮色溫飄移）的白光led也適用。用威布爾分布和對(duì)數(shù)正態(tài)分布圖估法進(jìn)行檢驗(yàn)和驗(yàn)證，在加速模型、失效模式等方面未發(fā)現(xiàn)有異常。9 參考文獻(xiàn)1 楊清德，楊蘭云.led及其應(yīng)用問(wèn)答m.北京：電子工業(yè)出版社.2011.1:582 賀衛(wèi)利，郭偉玲，高偉，等.大功率發(fā)光二極管可靠性和壽命評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法j.應(yīng)用光學(xué)，2008，29(4):533.3 饒亮，傅志中，于英俊，等.基于zigbee 的led 壽命檢測(cè)系統(tǒng)j.

49、儀表技術(shù)，2009(5):12.4 shinya ishizaki. 大功率白光led 的壽命測(cè)定j.中國(guó)照明電器,20085 中國(guó)照明學(xué)會(huì).中國(guó)照明工程年鑒m .北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2008: 6 雷勇，范廣涵，廖?？?功率型白光led的熱特性研究 j. 光電子激光，2006，17(8)：945-947.7 張海兵，呂毅軍，李開(kāi)航，等.功率型led 電壓溫度系數(shù)的研究 j.光電子激光，2008，19(12)：1580-15838 莊鵬. 大功率led 的熱阻測(cè)量與結(jié)構(gòu)分析 j. 現(xiàn)代顯示，2008，19(8)：25-299 費(fèi)翔, 錢(qián)可元, 羅毅, 大功率led結(jié)溫測(cè)量及發(fā)光特性研究j.光電子.激光, 2008, 19(3): 289-292.10 陳挺, 陳志忠, 林亮, 等. gan基白光led的結(jié)溫測(cè)量j.發(fā)光學(xué)報(bào), 2006, 27(3): 407-412.11馬春雷, 鮑超. 一種高功率l ed 熱阻的測(cè)試方法j .光學(xué)儀器,2005,4 (27):13217.12馬澤濤,朱大慶.一種高功率l ed 封裝的熱分析j .半導(dǎo)體光電2006 ,27 (1) :16219.13周長(zhǎng)波,錢(qián)可元,羅毅.準(zhǔn)確測(cè)量大功率led 熱阻的新方法j.半導(dǎo)體光電2009，0