專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種pwm驅(qū)動(dòng)技術(shù)下led瞬時(shí)光通量的測(cè)試方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種用于光源發(fā)光強(qiáng)度的測(cè)試方法及其裝置。
背景技術(shù)：
：LED(LightEmittingDiode,發(fā)光二極管)作為一種新興的光源器件，近年來(lái)，其芯片結(jié)構(gòu)、封裝形式、驅(qū)動(dòng)方式以及應(yīng)用領(lǐng)域都發(fā)生了翻天覆地的變化，各大制造廠(chǎng)商、公司和研究機(jī)構(gòu)，對(duì)LED的研究方興未艾，其研究重點(diǎn)多放在改善LED光源的發(fā)光強(qiáng)度、發(fā)光頻率(色度)、發(fā)光純度(頻譜)以及發(fā)光效率等方面，上述指標(biāo)(特別是光學(xué)性能方面的指標(biāo))的提高或改善，除了與發(fā)光器件自身的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)(或組份)等有很大關(guān)系外，與LED的發(fā)光能量提供源——驅(qū)動(dòng)電路(亦稱(chēng)驅(qū)動(dòng)方式)亦有著極其密切的關(guān)系。通常，LED的驅(qū)動(dòng)方式主要有恒壓驅(qū)動(dòng)、恒流驅(qū)動(dòng)及脈沖驅(qū)動(dòng)(主要指PWM驅(qū)動(dòng))三種c上述驅(qū)動(dòng)方之中，前兩種是穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)，LED兩端的電壓或流過(guò)LED的電流不隨時(shí)間改變；第三種是瞬態(tài)驅(qū)動(dòng)，LED的驅(qū)動(dòng)電壓或電流都會(huì)隨時(shí)間變化而改變，由此，它的發(fā)光特性也會(huì)與穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)有所區(qū)別。LED所發(fā)出的光的色度會(huì)隨著通過(guò)其發(fā)光器件的電流變化而變化，但是，在許多應(yīng)用場(chǎng)合或用途(如液晶面板背光源、汽車(chē)儀表盤(pán)背光源等)，都不能允許LED發(fā)生任何顏色的漂移。由于PWM(PulseWidthModulation,脈寬調(diào)制)驅(qū)動(dòng)技術(shù)能在滿(mǎn)電流驅(qū)動(dòng)下通過(guò)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)脈沖占空比(接通時(shí)間的總量)控制LED亮度，實(shí)現(xiàn)調(diào)光不調(diào)色的特殊要求，故有極廣闊的應(yīng)用前景。既然PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)具有巨大的應(yīng)用價(jià)值，就需要對(duì)該驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行必要的相關(guān)研究。測(cè)量發(fā)光器件的光通量，是對(duì)LED發(fā)光器件或驅(qū)動(dòng)電路性能指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)的一個(gè)重要手段之一。發(fā)光體單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光能量總和稱(chēng)為光通量Ov，它標(biāo)度可見(jiàn)光對(duì)人眼的視覺(jué)刺激程度，是描述光源特性的重要參數(shù)和評(píng)定光源性能的重要指標(biāo)。測(cè)量一般傳統(tǒng)光源的總光通量O，通常采用相對(duì)測(cè)量法和分布光度法(或稱(chēng)絕對(duì)測(cè)量法)。其具體方法可參見(jiàn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為SJ2355.6-1983的《半導(dǎo)體發(fā)光器件測(cè)試方法光通量的測(cè)試方法》，其具體內(nèi)容在此不再敘述。公告日為2008年2月6日，授權(quán)公告號(hào)為CN201016843Y的中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利中公開(kāi)了一種"采用窄光束標(biāo)準(zhǔn)光源的LED光通量的測(cè)試裝置"，其包括積分球、光源、窄通光孔徑的光纖、微型光譜儀器和光源，電源與光源連接并點(diǎn)亮光源，窄光束標(biāo)準(zhǔn)光源(光通量標(biāo)準(zhǔn)及光譜標(biāo)準(zhǔn)光源)放置于積分球內(nèi)表面，球內(nèi)無(wú)任何遮擋，通過(guò)窄通光孔徑的光纖將被測(cè)光引到微型多通道光譜儀器，進(jìn)行光譜能量分布測(cè)試并進(jìn)而計(jì)算光通量，實(shí)現(xiàn)對(duì)光通量的精密測(cè)試。公開(kāi)日為2008年2月6日，公開(kāi)號(hào)為CN101118178A中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)了"一種LED光通量測(cè)試方法"，其用夾具將LED固定在反光杯的底端，LED發(fā)光方向指向反光杯大開(kāi)口，將光通量計(jì)緊密固定在反光杯的大開(kāi)口上以接受光信號(hào)。用恒流電源驅(qū)動(dòng)LED,LED發(fā)出的總光通量由反光杯聚集后被光通量計(jì)收集、測(cè)量并最終給出總光通量值的讀數(shù)。值得注意的是，上述行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或?qū)＠皩?zhuān)利申請(qǐng)文件，均是針對(duì)恒壓驅(qū)動(dòng)或恒流驅(qū)動(dòng)方式的，尚未見(jiàn)到有適用于PWM驅(qū)動(dòng)方式下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試方法及裝置的報(bào)道。國(guó)際上，IEC(InternationalElectroTechnicalCommission,國(guó)際電工委員會(huì))僅規(guī)定，"對(duì)閃光LED的測(cè)量(閃光頻率在113-512Hz)，光傳感器的上升時(shí)間應(yīng)該足夠小，而且應(yīng)該能讀取脈沖的峰值"，卻未提及如何準(zhǔn)確測(cè)量的問(wèn)題。此外，目前行業(yè)內(nèi)普遍采用的閃光燈具光強(qiáng)測(cè)量的Blondel-Rey法，可用于單個(gè)持續(xù)時(shí)間為lms3s的閃光脈沖光強(qiáng)測(cè)量。其有效光強(qiáng)Ie的計(jì)算公式為ea+(/2-n)其中a:0.2s。在我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，tl和t2選擇為l/3最大光強(qiáng)處，即光脈沖持續(xù)時(shí)間采用1/3峰值之間的寬度。而在實(shí)際應(yīng)用中人們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)有脈沖光序列時(shí)，這一方法的計(jì)算結(jié)果不合理，故有修正公式7k_iZ_，*(式l-2)式中a與tl、t2的選擇同式l-l。上述兩種方法都需要測(cè)量精準(zhǔn)的脈沖波形，對(duì)硬件電路性能要求較高，又要求解積分方程，需借助計(jì)算機(jī)，故處理速度慢，不容易實(shí)現(xiàn)；且當(dāng)脈沖持續(xù)時(shí)間非常短時(shí)，測(cè)量結(jié)果也不準(zhǔn)確。尤其是單次閃光脈沖的測(cè)量，在LED器件處于非熱平衡條件下進(jìn)行，這與LED實(shí)際應(yīng)用的條件相去甚遠(yuǎn)，其測(cè)量結(jié)果也難以為連續(xù)工作情況提供有效的參考。由此可見(jiàn)，通過(guò)測(cè)量閃光脈沖的光強(qiáng)再經(jīng)計(jì)算轉(zhuǎn)換成光通量的方法并不適合于PWM脈沖驅(qū)動(dòng)LED的峰值光通量測(cè)量。綜上，現(xiàn)有的規(guī)范或規(guī)定，無(wú)法滿(mǎn)足PWM驅(qū)動(dòng)方式下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)量需求，相關(guān)測(cè)試方法及測(cè)試工具的缺失，給研究工作帶來(lái)極大不便。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試方法及裝置，其以現(xiàn)有測(cè)試設(shè)備為基礎(chǔ)，不引起新的近場(chǎng)吸收，與傳統(tǒng)測(cè)試方法不背離，且能響應(yīng)脈沖驅(qū)動(dòng)的瞬時(shí)峰值信號(hào)，測(cè)量在熱平衡條件下LED的瞬時(shí)光通量，并能實(shí)現(xiàn)脈沖驅(qū)動(dòng)功率變化時(shí)的動(dòng)態(tài)測(cè)量。本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試方法，包括采用積分球法對(duì)待測(cè)LED的光通量進(jìn)行測(cè)量，其特征是在常規(guī)光譜分析系統(tǒng)裝置的基礎(chǔ)上，再設(shè)置一套由信號(hào)采集部分、信號(hào)轉(zhuǎn)換部分和數(shù)據(jù)處理部分組成的采集系統(tǒng)，然后按照下述步驟對(duì)待測(cè)LED的光通量進(jìn)行測(cè)量(A)測(cè)量準(zhǔn)備階段(al)采用常規(guī)方法對(duì)積分球光通量進(jìn)行定標(biāo)；(a2)在待測(cè)LED的線(xiàn)性工作范圍內(nèi)，選取至少5個(gè)驅(qū)動(dòng)電流點(diǎn)，采用恒流源方式驅(qū)動(dòng)待測(cè)LED發(fā)光，采集到一組對(duì)應(yīng)的光通量數(shù)值[①d;(a3)將采集系統(tǒng)信號(hào)采集部分的探頭及附件放入積分球；(a4)采用與步驟(a2)相同的驅(qū)動(dòng)電流點(diǎn)，采用恒流源方式驅(qū)動(dòng)待測(cè)LED發(fā)光，通過(guò)采集系統(tǒng)得到一組對(duì)應(yīng)的光電流值[I];(a5)以光電流值[I]為橫坐標(biāo)，與其相對(duì)應(yīng)的光通量數(shù)值[Oo]為縱坐標(biāo)，在直8角坐標(biāo)系中畫(huà)出光通量與光電流的變化關(guān)系曲線(xiàn)；(a6)采用最小二乘法擬合得到上述變化關(guān)系曲線(xiàn)的斜率k;(B)實(shí)際測(cè)量階段(bl)確定PWM脈沖驅(qū)動(dòng)源脈沖的占空比Q;(b2)在該占空比運(yùn)行參數(shù)下，采用PWM脈沖驅(qū)動(dòng)待測(cè)LED，通過(guò)采集系統(tǒng)對(duì)PWM脈沖峰值電流時(shí)對(duì)應(yīng)的峰值光電流值lLp進(jìn)行測(cè)量；(b3)按照下列公式，確定PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的瞬時(shí)光通量<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>其中，O)p為PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的瞬時(shí)光通量，k為光通量與光電流變化關(guān)系曲線(xiàn)的斜率，hp為PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的峰值光電流；(b4)按照下列公式進(jìn)行計(jì)算，即可得到待測(cè)LED的平均光通量其中，C>avg為PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的平均光通量，Op為PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的瞬時(shí)光通量，Q為PWM脈沖信號(hào)的占空比，L為PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的峰值光電流，k為光通量與光電流變化關(guān)系曲線(xiàn)的斜率。進(jìn)一步地，所述的待測(cè)LED設(shè)置于積分球的球心位置；所述采集系統(tǒng)信號(hào)采集部分的光/電傳感器正對(duì)待測(cè)LED設(shè)置，用于接收待測(cè)LED所發(fā)出的直射光。所述的待測(cè)LED斜向設(shè)置于積分球的球心位置。更進(jìn)一步地，所述的待測(cè)LED斜向向上或向下設(shè)置于積分球的球心位置。具體地，所述PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的瞬時(shí)光通量。p，為PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED在最大脈沖峰值電流時(shí)輸出的光通量，其等于光通量與光電流變化關(guān)系曲線(xiàn)的斜率k與PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的峰值光電流的乘積所述PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的平均光通量0)avg，等于PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的瞬時(shí)光通量Op與PWM脈沖信號(hào)的占空比Q的乘積?；蛘撸琍WM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的平均光通量Oavg，等于光通量與光電流變化關(guān)系曲線(xiàn)的斜率k、PWM脈沖峰值電流時(shí)采集系統(tǒng)光電探測(cè)器與之對(duì)應(yīng)的峰值光電流Ilp以及PWM脈沖信號(hào)的占空比Q的乘積。在所述的釆集系統(tǒng)中，其信號(hào)采集部分完成光信號(hào)向電信號(hào)的轉(zhuǎn)換；其信號(hào)轉(zhuǎn)換部分將模擬信號(hào)經(jīng)A/D采樣變換后變成可供計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字信號(hào)并完成數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)；其數(shù)據(jù)處理部分實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的運(yùn)算及顯示功能，并提供一個(gè)人機(jī)交互的友好操作界面。9所述采集系統(tǒng)的PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)響應(yīng)頻率范圍為50Hz~200Hz;所述采集系統(tǒng)信號(hào)采集部分的光/電傳感器的響應(yīng)速度為ns級(jí)。所述采集系統(tǒng)的PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)響應(yīng)頻率范圍為50Hz~200Hz;所述采集系統(tǒng)信號(hào)采集部分的光/電傳感器的響應(yīng)速度為ns級(jí)。所述的驅(qū)動(dòng)電流點(diǎn)等間隔或不等間隔地分布在待測(cè)LED的線(xiàn)性工作范圍內(nèi)。進(jìn)一步地，所述的驅(qū)動(dòng)電流點(diǎn)為7~11個(gè)，所述的各驅(qū)動(dòng)電流點(diǎn)等間隔地分布在待測(cè)LED的線(xiàn)性工作范圍內(nèi)。本發(fā)明還提供了一種PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試裝置，包括由積分球、光譜分析系統(tǒng)控制器及PC機(jī)構(gòu)成的常規(guī)光譜分析裝置、待測(cè)LED和其驅(qū)動(dòng)電源，其特征是在積分球的球心位置設(shè)置待測(cè)LED;待測(cè)LED的兩端與PWM驅(qū)動(dòng)電源的輸出端連接；在常規(guī)光譜分析裝置的基礎(chǔ)上，再設(shè)置一套至少由一個(gè)信號(hào)采集單元、一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換單元和一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元依次連接而構(gòu)成的釆集系統(tǒng)；所述的信號(hào)釆集單元完成光信號(hào)向電信號(hào)的轉(zhuǎn)換；所述的信號(hào)轉(zhuǎn)換單元將模擬信號(hào)經(jīng)A/D采樣變換后變成可供計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字信號(hào)并完成數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)；所述的數(shù)據(jù)處理單元實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的運(yùn)算及顯示功能，并提供一個(gè)人/機(jī)交互的友好操作界面。進(jìn)一步的，所述的待測(cè)LED斜向向上或向下放置于積分球的球心位置。所述采集系統(tǒng)信號(hào)采集單元的光/電傳感器正對(duì)待測(cè)LED設(shè)置。具體的，所述的信號(hào)采集單元為光/電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，其至少包括光/電傳感器、第一電阻、第二電阻、第一電容和第二電容，其中，光/電傳感器的正極分別與第一電阻、第一電容、第二電容的一端以及接地端連接；光/電傳感器的負(fù)極與第一電阻、第一電容的另一端以及電源端連接，同時(shí)經(jīng)過(guò)第二電阻與第二電容的另一端連接；第二電容的兩端，構(gòu)成信號(hào)采集單元的信號(hào)輸出端。所述的信號(hào)轉(zhuǎn)換單元至少包括依次連接的信號(hào)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和RS232電平轉(zhuǎn)換接口電路。所述的信號(hào)放大電路至少包括第三至第八電阻、第三至第五電容和第一、第二運(yùn)放電路，其中，第三、第四電阻分別串接在信號(hào)放大電路的信號(hào)輸入端和第一運(yùn)放電路的正、負(fù)輸入端之間；第五電阻和第三電容并聯(lián)在第一運(yùn)放電路的負(fù)輸入端和輸出端之間；第六電阻串接在第一運(yùn)放電路的輸出端和第二運(yùn)放電路的負(fù)輸入端之間；第七電阻和第四電容并聯(lián)在第二運(yùn)放電路的負(fù)輸入端和輸出端之間；第八電阻串接在第二運(yùn)放電路的輸出端和信號(hào)放大電路的信號(hào)輸出端之間；第五電容并聯(lián)在第二運(yùn)放電路的輸出端和接地端之間。所述的RS232電平轉(zhuǎn)換接口電路至少包括單片機(jī)、第六至第十一電容和RS232端口連接插頭，其中，第六、第七電容的兩端，依次與單片機(jī)的Cl+、C1—、C2+、C2—管腳分別對(duì)應(yīng)連接；單片機(jī)的T1IN、R10UT、T2IN和R20UT管腳，依次與A/D轉(zhuǎn)換電路的TX、RX、RTS和CTS功能端子分別對(duì)應(yīng)連接；單片機(jī)的T10UT、R2IN、R2IN和T20UT管腳，依次與A/D轉(zhuǎn)換電路的XRX、XRTX、XTS和XCTS功能端子分別對(duì)應(yīng)連接，同時(shí)依次與RS232端口連接插頭的2、7、3和8管腳分別對(duì)應(yīng)連接；第八和第十一電容，并接在電源端和接地端之間；第九和第十電容，依次分別在單片機(jī)的V+、V—管腳與接地端之間對(duì)應(yīng)連接。所述的數(shù)據(jù)處理單元為PC機(jī)。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1.以現(xiàn)有測(cè)試方法和設(shè)備為基礎(chǔ)，不引起新的近場(chǎng)吸收，與傳統(tǒng)測(cè)試方法不相背；2.能響應(yīng)脈沖驅(qū)動(dòng)的瞬時(shí)峰值信號(hào)，可測(cè)量在熱平衡條件下LED的瞬時(shí)光通量，并能實(shí)現(xiàn)脈沖驅(qū)動(dòng)功率變化時(shí)的動(dòng)態(tài)測(cè)量。圖l是本發(fā)明的測(cè)試方法流程圖2是本發(fā)明硬件系統(tǒng)構(gòu)成示意圖3是采集系統(tǒng)電氣方框圖4是信號(hào)采集單元實(shí)施例電路圖5是信號(hào)轉(zhuǎn)換單元信號(hào)放大電路實(shí)施例電路圖6是信號(hào)轉(zhuǎn)換單元RS232電平轉(zhuǎn)換接口電路實(shí)施例電路圖7是數(shù)據(jù)處理單元的工作流程圖8是恒流驅(qū)動(dòng)LED探測(cè)器光電流與光通量對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線(xiàn)圖；圖9是PWM脈沖驅(qū)動(dòng)LED平均光通量與占空比的關(guān)系圖。圖中l(wèi)為積分球，2為光譜分析系統(tǒng)控制器，3為PC機(jī)，4為光譜分析裝置的光通量探頭，5為待測(cè)LED，6為擋屏，7為采集系統(tǒng)的光/電傳感器，8為PWM驅(qū)動(dòng)電源，9為采集系統(tǒng)，A為信號(hào)采集單元，B為信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，C為數(shù)據(jù)處理單元。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。圖l中，給出了本測(cè)試方法的測(cè)試流程。從本申請(qǐng)前述的
背景技術(shù)：
中可知，由于LED的脈沖驅(qū)動(dòng)方式與穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)方式相比，存在著頻率差異和單位時(shí)間內(nèi)漏采現(xiàn)象等方面的問(wèn)題，所以現(xiàn)有的兩種測(cè)量方法都不能直接用于脈沖驅(qū)動(dòng)LED的光電參數(shù)測(cè)量。但是對(duì)于穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)LED測(cè)量方法在PWM脈沖驅(qū)動(dòng)LED測(cè)量的局限性，若能提高光/電傳感器的響應(yīng)速度，即dt間隔足夠小，再適當(dāng)調(diào)整相關(guān)測(cè)量參數(shù)的定義，輔以一定的測(cè)量及數(shù)據(jù)處理方法，亦能滿(mǎn)足脈沖驅(qū)動(dòng)LED瞬時(shí)光通量測(cè)試的需要。脈沖驅(qū)動(dòng)LED在驅(qū)動(dòng)電流峰值不變的情況下，若改變占空比，輸入的電功率將發(fā)生變化，而此時(shí)得到的"瞬時(shí)峰值光通量"僅與驅(qū)動(dòng)電流峰值有關(guān)，反映不出占空比的變化。所以用"PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下的平均光通量"一方面能體現(xiàn)峰值不變情況下信號(hào)占空比的區(qū)別，另一方面也可便于與傳統(tǒng)的"光通量"作比較。由于脈沖電流的脈沖寬度一般由所要輸出的平均亮度來(lái)決定。對(duì)于矩形波而言，最大峰值電流與占空比的乘積即為L(zhǎng)ED的平均電流；在最大峰值電流時(shí)輸出的亮度與占空比的乘積就是其平均輸出亮度。類(lèi)似的，我們可得到以下概念PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下LED在最大峰值電流時(shí)輸出的光通量稱(chēng)為PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下LED的瞬時(shí)光通量；它與脈沖信號(hào)占空比的乘積為L(zhǎng)ED在PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下的平均光通量；根據(jù)上述概念和分析，即可得到本申請(qǐng)所提出的測(cè)量方法，其至少包括下列步驟-1)在常規(guī)光譜分析系統(tǒng)裝置的基礎(chǔ)上，再設(shè)置一套由信號(hào)采集部分、信號(hào)轉(zhuǎn)換部分和數(shù)據(jù)處理部分組成的采集系統(tǒng)；2)采用常規(guī)方法對(duì)積分球光通量進(jìn)行定標(biāo)；3)在待測(cè)LED的線(xiàn)性工作范圍內(nèi)，選取至少5個(gè)驅(qū)動(dòng)電流點(diǎn)，采用恒流源方式驅(qū)動(dòng)待測(cè)LED發(fā)光，采集到一組對(duì)應(yīng)的光通量數(shù)值[①o];4)將采集系統(tǒng)信號(hào)采集部分的探頭及附件放入積分球；5)采用與步驟3)相同的驅(qū)動(dòng)電流點(diǎn)，釆用恒流源方式驅(qū)動(dòng)待測(cè)LED發(fā)光，通過(guò)采集系統(tǒng)得到一組對(duì)應(yīng)的光電流值[I];6)以光電流值[I]為橫坐標(biāo)，與其相對(duì)應(yīng)的光通量數(shù)值[O)()]為縱坐標(biāo)，在直角坐標(biāo)系中畫(huà)出光通量與光電流的變化關(guān)系曲線(xiàn)；7)采用最小二乘法擬合得到上述變化關(guān)系曲線(xiàn)的斜率k;8)確定PWM脈沖驅(qū)動(dòng)源脈沖的占空比Q;9)在該占空比運(yùn)行參數(shù)下，釆用PWM脈沖驅(qū)動(dòng)待測(cè)LED,通過(guò)采集系統(tǒng)對(duì)PWM脈沖峰值電流時(shí)對(duì)應(yīng)的峰值光電流值Ilp進(jìn)行測(cè)量；10)將光通量與光電流變化關(guān)系曲線(xiàn)的斜率/t與PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的峰值光電流/ip相乘，得到PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的瞬時(shí)光通量^p;11)將PWM脈沖驅(qū)勸下待測(cè)LED的瞬時(shí)光通量0p與PWM脈沖信號(hào)的占空比0相乘，得到PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的平均光通量^avg。具體地，PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的瞬時(shí)光通量。p，為PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED在最大脈沖峰值電流時(shí)輸出的光通量，等于光通量與光電流變化關(guān)系曲線(xiàn)的斜率k與PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的峰值光電流Ilp的乘積。PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的平均光通量Oavg，等于PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的瞬時(shí)光通量Op與PWM脈沖信號(hào)的占空比Q的乘枳。或者，PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的平均光通量0)^，等于光通量與光電流變化關(guān)系曲線(xiàn)的斜率k、PWM脈沖峰值電流時(shí)采集系統(tǒng)光電探測(cè)器與之對(duì)應(yīng)的峰值光電流lLp以及PWM脈沖信號(hào)的占空比Q的乘積。實(shí)際測(cè)量式，待測(cè)LED斜向向上或向下設(shè)置于積分球的球心位置，采集系統(tǒng)信號(hào)采集部分的光/電傳感器正對(duì)待測(cè)LED設(shè)置，用于接收待測(cè)LED所發(fā)出的直射光。用積分球測(cè)量LED時(shí)，待測(cè)LED器件斜向上或斜向下放置能使LED達(dá)到最佳混光效果，亦即最小的測(cè)試誤差；故本技術(shù)方案中采用斜向向上45。的設(shè)置方案。在采集系統(tǒng)中，信號(hào)采集部分完成光信號(hào)向電信號(hào)的轉(zhuǎn)換；信號(hào)轉(zhuǎn)換部分將模擬信號(hào)經(jīng)A/D采樣變換后變成可供計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字信號(hào)并完成數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)；數(shù)據(jù)處理部分實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的運(yùn)算及顯示功能，并提供一個(gè)人機(jī)交互的友好操作界面。釆集系統(tǒng)的PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)響應(yīng)頻率范圍為50Hz200Hz，采集系統(tǒng)信號(hào)采集部分的光/電傳感器的響應(yīng)速度為ns級(jí)。驅(qū)動(dòng)電流點(diǎn)至少選取5個(gè)以上，根據(jù)申請(qǐng)人的實(shí)驗(yàn)，以為711個(gè)為宜，且各驅(qū)動(dòng)電流點(diǎn)等間隔地分布在待測(cè)LED的線(xiàn)性工作范圍內(nèi)。采用上述方法，即可得到的PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下LED的瞬時(shí)光通量①p和PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下LED的平均光通量Oavg。積分球內(nèi)擺放的物體或多或少會(huì)給測(cè)量準(zhǔn)確度帶來(lái)一定影響，如球內(nèi)LED用的插座，會(huì)吸收一部分光通量，造成進(jìn)場(chǎng)吸收誤差。它不能完全避免，只能盡量減小。所以，若在積分球中放入光/電傳感器及其導(dǎo)線(xiàn)和支架后，亦會(huì)帶來(lái)近場(chǎng)吸收。然而由測(cè)量方法的流程可知，在恒流驅(qū)動(dòng)下，步驟3)得到一組"LED驅(qū)動(dòng)電流<~~>LED光通量"的對(duì)應(yīng)關(guān)系，步驟5)得到一組"釆集系統(tǒng)光電流<—>LED驅(qū)動(dòng)電流"的對(duì)應(yīng)關(guān)系，兩者結(jié)合可得"采集系統(tǒng)光電流〈一〉LED光通量"的對(duì)應(yīng)關(guān)系，此處光通量系由傳統(tǒng)測(cè)試方法所得，而采集系統(tǒng)光電流由LED直射光能量產(chǎn)生，對(duì)應(yīng)關(guān)系中未引入近場(chǎng)吸收效應(yīng)，故球內(nèi)增加的測(cè)試系統(tǒng)不會(huì)給原有的光通量測(cè)試系統(tǒng)帶來(lái)額外的測(cè)試誤差。圖2中，本測(cè)試裝置包括常規(guī)光譜分析裝置、待測(cè)LED5和其驅(qū)動(dòng)電源8，在積分球的球心位置設(shè)置待測(cè)LED，待測(cè)LED的兩端與PWM驅(qū)動(dòng)電源的輸出端連接；在積分球1的壁上設(shè)置有光譜分析裝置的光通量探頭4，在待測(cè)LED與光通量探頭之間，設(shè)置有擋屏6。常規(guī)光譜分析裝置由積分球1、光譜分析系統(tǒng)控制器2及PC機(jī)3構(gòu)成，該系統(tǒng)的信號(hào)最小采樣間隔為0.1s，可用于測(cè)量穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)下LED的光通量。在常規(guī)光譜分析裝置的基礎(chǔ)上，再設(shè)置一套至少由一個(gè)信號(hào)采集單元、一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換單元和一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元依次連接而構(gòu)成的采集系統(tǒng)9，采集系統(tǒng)信號(hào)釆集單元的光/電傳感器7正對(duì)待測(cè)LED設(shè)置。采集系統(tǒng)的電方框圖見(jiàn)圖3所示。采集系統(tǒng)中的信號(hào)采集單元完成光信號(hào)向電信號(hào)的轉(zhuǎn)換；信號(hào)轉(zhuǎn)換單元將模擬信號(hào)經(jīng)A/D采樣變換后變成可供計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字信號(hào)并完成數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)；數(shù)據(jù)處理單元實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的運(yùn)算及顯示功能，并提供一個(gè)人/機(jī)交互的友好操作界面。信號(hào)采集單元為光/電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路。采集系統(tǒng)的PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)響應(yīng)頻率范圍為50Hz~200Hz，采集系統(tǒng)信號(hào)采集部分的光/電傳感器的響應(yīng)速度為ns級(jí)。為滿(mǎn)足采集頻率的需要，采集處理系統(tǒng)的采樣間隔為0.0001s(采樣頻率10KHz)，首先在硬件上保證能采集峰值脈沖信號(hào)，采用圖l提出的數(shù)據(jù)處理方法，即可從原理上有效根除數(shù)據(jù)漏采情況。測(cè)量時(shí)，被測(cè)LED光源置于積分球球心，其中LED斜向上45。放置，可最大程度減小因LED發(fā)光不均勻帶來(lái)的測(cè)量誤差，采集系統(tǒng)光/電傳感器正對(duì)LED放置，用于接收LED直射光。假設(shè)脈沖驅(qū)動(dòng)LED在峰值電流驅(qū)動(dòng)時(shí)的光通量為O，積分球內(nèi)壁光反射率為P，積分球半徑為R，儀器光通量探頭照度為E，采集系統(tǒng)光/電傳感器與光源的距離為r，傳感器上直射照度為E'，產(chǎn)生的光電流為I。先分析光/電傳感器一端由于傳感器與LED光源的距離r很小，并選用光敏面積小、接收角度窄的光/電傳感器，這樣能最大程度抑制雜散光干擾，在計(jì)算分析時(shí)可近似認(rèn)為光/電傳感器上的光照度為光源的直射光部分，積分球漫反射部分的光能量可14忽略。再者，由于LED光源的特殊性，即使出光面做到理論上最大，也只有半個(gè)球面(2;r.r2)受直射光照，假設(shè)直射光能量均勻分布在半球面上，有五'=~^，(式2)在光/電傳感器的線(xiàn)性區(qū)域，光電流與光照度成正比，于是有五'oc/，(式3)將式3代入式2，得"2w2.foc/，(式'4)再考慮儀器光通量探頭一端，結(jié)合積分球測(cè)量原理，有￡=~^.丄.￡'oc/，(式5)2i2卜/由上述計(jì)算過(guò)程可以看到，在選取近似條件忽略一些復(fù)雜影響因素的前提下，若測(cè)試過(guò)程中保持r不變，則在脈沖驅(qū)動(dòng)LED的峰值電流部分，LED的峰值光通量與峰值光電流成正比(距離r在測(cè)試前可根據(jù)光源特點(diǎn)調(diào)整，開(kāi)始測(cè)試后不可調(diào)，否則上述理論分析的線(xiàn)性關(guān)系不再成立)。由此可見(jiàn)，若能得到脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比，再通過(guò)前文給出的平均光通量與峰值光通量的轉(zhuǎn)換關(guān)系，即能通過(guò)測(cè)量峰值光電流的值得到平均光通量。換句話(huà)說(shuō)，PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下LED在最大峰值電流時(shí)輸出的光通量稱(chēng)為PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下LED的瞬時(shí)光通量；它與脈沖信號(hào)占空比的乘積為L(zhǎng)ED在PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下的平均光通量。這組對(duì)應(yīng)關(guān)系以相對(duì)測(cè)量為前提。測(cè)量過(guò)程中要始終保證光源與各探測(cè)器的相對(duì)位置不變。由式5可見(jiàn)，比例系數(shù)與r和R都有關(guān)，任何一個(gè)值的變化都會(huì)使比例系數(shù)改變，即對(duì)應(yīng)關(guān)系的改變。圖3中，采集系統(tǒng)至少由一個(gè)信號(hào)采集單元A、一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換單元B和一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元C依次連接而構(gòu)成.采集系統(tǒng)中的信號(hào)采集單元完成光信號(hào)向電信號(hào)的轉(zhuǎn)換；信號(hào)轉(zhuǎn)換單元將模擬信號(hào)經(jīng)A/D采樣變換后變成可供計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字信號(hào)并完成數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)；數(shù)據(jù)處理單元實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的運(yùn)算及顯示功能，并提供一個(gè)人/機(jī)交互的友好操作界面。所述的信號(hào)采集單元為光/電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，所述的信號(hào)轉(zhuǎn)換單元至少包括依次連接的信號(hào)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和RS232電平轉(zhuǎn)換接口電路，所述的數(shù)據(jù)處理單元為PC機(jī)。圖4中，信號(hào)采集單元至少包括光/電傳感器D2、第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容C1和第二電容C2，其中，光/電傳感器的正極分別與第一電阻、第一電容、第二電容的一端以及接地端連接；光/電傳感器的負(fù)極與第一電阻、第一電容的另一端以及電源端Vcc連接，同時(shí)經(jīng)過(guò)第二電阻與第二電容的另一端連接；第二電容的兩端，構(gòu)成信號(hào)采集單元的信號(hào)輸出端。整個(gè)電路的作用是將電流信號(hào)轉(zhuǎn)電壓信號(hào)，并經(jīng)濾波后輸出。圖5中，信號(hào)放大電路至少包括第三至第八電阻R3R8、第三至第五電容C3C5和第一、第二運(yùn)放電路AR1、AR2，其中，第三、第四電阻分別串接在信號(hào)放大電路的信號(hào)輸入端Vref、Vin和第一運(yùn)放電路的正、負(fù)輸入端之間；第五電阻和第三電容并聯(lián)在第一運(yùn)放電路的負(fù)輸入端和輸出端之間；第六電阻串接在第一運(yùn)放電路的輸出端和第二運(yùn)放電路的負(fù)輸入端之間；第七電阻和第四電容并聯(lián)在第二運(yùn)放電路的負(fù)輸入端和輸出端之間；第八電阻串接在第二運(yùn)放電路的輸出端和信號(hào)放大電路的信號(hào)輸出端Vout之間；第五電容并聯(lián)在第二運(yùn)放電路的輸出端和接地端之間。設(shè)置信號(hào)放大電路目的是增加單片機(jī)A/D的驅(qū)動(dòng)能力。圖6中，RS232電平轉(zhuǎn)換接口電路至少包括單片機(jī)Ul、第六至第十一電容C6C11和RS232端口連接插頭DB9，其中，第六、第七電容的兩端，依次與單片機(jī)的Cl+、C1—、C2+、C2—管腳分別對(duì)應(yīng)連接；單片機(jī)的T1IN、R10UT、T2IN和R20UT管腳，依次與A/D轉(zhuǎn)換電路的TX、RX、RTS和CTS功能端子分別對(duì)應(yīng)連接；單片機(jī)的T10UT、R2IN、R2IN和T20UT管歩P,依次與A/D轉(zhuǎn)換電路的XRX、XRTX、XTS和XCTS功能端子分別對(duì)應(yīng)連接，同時(shí)依次與RS232端口連接插頭的2、7、3和8管腳分別對(duì)應(yīng)連接；第八和第十一電容，并接在電源端和接地端之間；第九和第十電容，依次分別在單片機(jī)的V+、V—管腳與接地端之間對(duì)應(yīng)連接。RS232電平轉(zhuǎn)換接口電路將TTL電平與計(jì)算機(jī)232串口電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換。單片機(jī)Ul可選用Sipex或IMI公司的SP3223、MAX3223系列RS-232收發(fā)器集成電路芯片，其余元件無(wú)特殊要求。實(shí)際工作時(shí)，信號(hào)轉(zhuǎn)換單元按照下列順序進(jìn)行1)響應(yīng)PC開(kāi)始采集數(shù)據(jù)的請(qǐng)求；2)啟動(dòng)A/D，采集信號(hào)源的脈沖信號(hào)并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；3)將一次采集數(shù)據(jù)包通過(guò)RS232串口發(fā)送給PC機(jī)。圖7中，給出了釆集系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理單元的工作流程，其任務(wù)是1)控制單片機(jī)的啟動(dòng)與停止；2)將單片機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)包去除通信中增加的握手字節(jié)，進(jìn)行去噪處理，計(jì)算16脈沖信號(hào)的脈沖電平幅度及占空比；3)利用圖形用戶(hù)界面顯示LED的原始光脈沖信號(hào)、經(jīng)處理的脈沖信號(hào)、采集時(shí)間段內(nèi)瞬時(shí)光通量的值及采集時(shí)間段內(nèi)光脈沖的平均占空比；4)存'儲(chǔ)所有采集數(shù)據(jù)以供査閱。由此，決定了采集系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理單元的工作流程如圖7所示首先，PC機(jī)的程序創(chuàng)建串口設(shè)備對(duì)象；進(jìn)行串口初始化，并配置串口對(duì)象的屬性；然后，對(duì)串口物理設(shè)備是否連接進(jìn)行一邏輯判斷，如串口物理設(shè)備已經(jīng)連接，則發(fā)送通訊握手信號(hào)，等待串口事件的發(fā)生，一旦滿(mǎn)足條件，則調(diào)用instroallback()回調(diào)函數(shù)，接收串口通信數(shù)據(jù)；最后，進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理、文件存儲(chǔ)以及圖形的顯示等項(xiàng)任務(wù)。上述圖3~7中未詳細(xì)敘述的A/D轉(zhuǎn)換電路、PC機(jī)的RS232接口以及釆用計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)圖7所示的工作流程等均為現(xiàn)有技術(shù)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在了解和領(lǐng)會(huì)了本發(fā)明的技術(shù)方案和發(fā)明意圖后，無(wú)需經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)本技術(shù)方案，達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)效果，故其具體工作原理和線(xiàn)路連接關(guān)系在此不再敘述。實(shí)施例采用杭州遠(yuǎn)方光電信息有限公司PMS-50(增強(qiáng)型)紫外-可見(jiàn)-近紅外光譜分析系統(tǒng)十0.3m積分球，按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SJ2355.6-1983《積分球測(cè)量光通量定標(biāo)方法》進(jìn)行測(cè)試，其具體過(guò)程如下準(zhǔn)備階段，按圖l、圖2所述方法和裝置連接關(guān)系進(jìn)行設(shè)置，實(shí)驗(yàn)中選用一大功率白光LED芯片，通以恒定電流。電流從20mA增大到400mA，得到光/電傳感器光電流與光通量的變化關(guān)系曲線(xiàn)，如圖8所示。從圖中可以看到，在光/電傳感器線(xiàn)性范圍內(nèi)，光/電傳感器的光電流輸出與光通量成正比，與前面的理論分析結(jié)果一致。實(shí)測(cè)階段，對(duì)該芯片通以峰值電流幅值為40mA的脈沖方波信號(hào)，占空比從10%-95%變化。先利用采集系統(tǒng)得到峰值光電流，再按圖8的變化曲線(xiàn)査得峰值光通量，并由前述式4得到最終的PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下LED的平均光通量值，測(cè)量結(jié)果如圖9所示。圖中對(duì)比了由傳統(tǒng)的PMS-50測(cè)試系統(tǒng)得到的光通量(以符號(hào)令表示)與利用采集系統(tǒng)再換算得到的平均光通量值(以符號(hào)國(guó)表示)。實(shí)際測(cè)量數(shù)值結(jié)果如下兩種測(cè)試方法光通量值比較<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>從圖中可以看到，采用傳統(tǒng)測(cè)量方法得到的光通量比采用本文建立的專(zhuān)門(mén)針對(duì)PWM脈沖驅(qū)動(dòng)測(cè)試方法得到的光通量小，其主要原因在于傳統(tǒng)的測(cè)試儀器沒(méi)有能夠響應(yīng)峰值參數(shù)的光/電傳感器，存在前述的"漏采"現(xiàn)象；再者，隨著驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比變大，兩者的光通量差值明顯減小；該現(xiàn)象表明，在測(cè)量原理上，兩種測(cè)量方法不存在相悖的情況，隨被測(cè)信號(hào)向恒定值變化而趨于一致。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，該測(cè)試方法合理可行，對(duì)PWM脈沖驅(qū)動(dòng)LED的光電參數(shù)測(cè)量有很好的指導(dǎo)意義。以上的實(shí)施例僅僅是用來(lái)解釋和說(shuō)明本發(fā)明的，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求之發(fā)明范圍的限定。特別地，申請(qǐng)人認(rèn)為，對(duì)該
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，根據(jù)以上技術(shù)方案和實(shí)施例，可以很容易地聯(lián)想到其他的等同替換和/或變形。因此，本發(fā)明并不局限于上述具體實(shí)施例，其僅僅作為例子對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的和/或示范性的說(shuō)明。在不背離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，可以根據(jù)上述技術(shù)方案和/或具體實(shí)施例，通過(guò)各種等同替換，得到具有相同或相近似技術(shù)功能的技術(shù)方案，但是這些技術(shù)方案均應(yīng)該包含在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍及其等同的范圍之內(nèi)。本發(fā)明可廣泛用于各種LED發(fā)光器件和/或PWM脈沖驅(qū)動(dòng)裝置的性能測(cè)試、標(biāo)定領(lǐng)域。權(quán)利要求1.一種PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試方法，包括采用積分球法對(duì)待測(cè)LED的光通量進(jìn)行測(cè)量，其特征是在常規(guī)光譜分析系統(tǒng)裝置的基礎(chǔ)上，再設(shè)置一套由信號(hào)采集部分、信號(hào)轉(zhuǎn)換部分和數(shù)據(jù)處理部分組成的采集系統(tǒng)，然后按照下述步驟對(duì)待測(cè)LED的光通量進(jìn)行測(cè)量(A)測(cè)量準(zhǔn)備階段(a1)采用常規(guī)方法對(duì)積分球光通量進(jìn)行定標(biāo)；(a2)在待測(cè)LED的線(xiàn)性工作范圍內(nèi)，選取至少5個(gè)驅(qū)動(dòng)電流點(diǎn)，采用恒流源方式驅(qū)動(dòng)待測(cè)LED發(fā)光，采集到一組對(duì)應(yīng)的光通量數(shù)值[Φ0]；(a3)將采集系統(tǒng)信號(hào)采集部分的探頭及附件放入積分球；(a4)采用與步驟(a2)相同的驅(qū)動(dòng)電流點(diǎn)，采用恒流源方式驅(qū)動(dòng)待測(cè)LED發(fā)光，通過(guò)采集系統(tǒng)得到一組對(duì)應(yīng)的光電流值[I]；(a5)以光電流值[I]為橫坐標(biāo)，與其相對(duì)應(yīng)的光通量數(shù)值[Φ0]為縱坐標(biāo)，在直角坐標(biāo)系中畫(huà)出光通量與光電流的變化關(guān)系曲線(xiàn)；(a6)采用最小二乘法擬合得到上述變化關(guān)系曲線(xiàn)的斜率k；(B)實(shí)際測(cè)量階段(b1)確定PWM脈沖驅(qū)動(dòng)源脈沖的占空比Q；(b2)在該占空比運(yùn)行參數(shù)下，采用PWM脈沖驅(qū)動(dòng)待測(cè)LED，通過(guò)采集系統(tǒng)對(duì)PWM脈沖峰值電流時(shí)對(duì)應(yīng)的峰值光電流值ILp進(jìn)行測(cè)量；(b3)按照下列公式，確定PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的瞬時(shí)光通量Φpφp＝k×ILp其中，Φp為PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的瞬時(shí)光通量，k為光通量與光電流變化關(guān)系曲線(xiàn)的斜率，ILp為PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的峰值光電流；(b4)按照下列公式進(jìn)行計(jì)算，即可得到待測(cè)LED的平均光通量φavg＝φp×Q＝k×ILp×Q其中，Φavg為PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的平均光通量，Φp為PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的瞬時(shí)光通量，Q為PWM脈沖信號(hào)的占空比，ILp為PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的峰值光電流，k為光通量與光電流變化關(guān)系曲線(xiàn)的斜率。2.按照權(quán)利要求1所述的PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試方法，其特征是所述的待測(cè)LED設(shè)置于積分球的球心位置；所述采集系統(tǒng)信號(hào)采集部分的光/電傳感器正對(duì)待測(cè)LED設(shè)置，用于接收待測(cè)LED所發(fā)出的直射光。3.按照權(quán)利要求2所述的PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試方法，其特征是所述的待測(cè)LED斜向設(shè)置于積分球的球心位置。4.按照權(quán)利要求3所述的PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試方法，其特征是所述的待測(cè)LED斜向向上或向下設(shè)置于積分球的球心位置。5.按照權(quán)利要求1所述的PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試方法，其特征是所述PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的瞬時(shí)光通量Op，為PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED在最大脈沖峰值電流時(shí)輸出的光通量，其等于光通量與光電流變化關(guān)系曲線(xiàn)的斜率k與PWM脈沖g動(dòng)下待測(cè)LED的峰值光電流、的乘積。6.按照權(quán)利要求1所述的PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試方法，其特征是所述PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的平均光通量0>avg，等于PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的瞬時(shí)光通量(Dp與PWM脈沖信號(hào)的占空比Q的乘積；或者，等于光通量與光電流變化關(guān)系曲線(xiàn)的斜率k、PWM脈沖峰值電流時(shí)采集系統(tǒng)光電探測(cè)器與之對(duì)應(yīng)的峰值光電流Ilp以及PWM脈沖信號(hào)的占空比Q的乘積。7.按照權(quán)利要求1所述的PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試方法，其特征是在所述的采集系統(tǒng)中，其信號(hào)采集部分完成光信號(hào)向電信號(hào)的轉(zhuǎn)換；其信號(hào)轉(zhuǎn)換部分將模擬信號(hào)經(jīng)A/D采樣變換后變成可供計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字信號(hào)并完成數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)；其數(shù)據(jù)處理部分實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的運(yùn)算及顯示功能，并提供一個(gè)人機(jī)交互的友好操作界面。8.按照權(quán)利要求1所述的PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試方法，其特征是所述釆集系統(tǒng)的PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)響應(yīng)頻率范圍為50Hz200Hz;所述采集系統(tǒng)信號(hào)采集部分的光/電傳感器的響應(yīng)速度為ns級(jí)。9.按照權(quán)利要求1所述的PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試方法，其特征是所述的驅(qū)動(dòng)電流點(diǎn)等間隔或不等間隔地分布在待測(cè)LED的線(xiàn)性工作范圍內(nèi)。10.按照權(quán)利要求9所述的PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試方法，其特征是所述的驅(qū)動(dòng)電流點(diǎn)為7~11個(gè)，所述的各驅(qū)動(dòng)電流點(diǎn)等間隔地分布在待測(cè)LED的線(xiàn)性工作范圍內(nèi)。11.一種PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試裝置，包括由積分球、光譜分析系統(tǒng)控制器及PC機(jī)構(gòu)成的常規(guī)光譜分析裝置、待測(cè)LED和其驅(qū)動(dòng)電源，其特征是:在積分球的球心位置設(shè)置待測(cè)LED;待測(cè)LED的兩端與PWM驅(qū)動(dòng)電源的輸出端連接；在常規(guī)光譜分析裝置的基礎(chǔ)上，再設(shè)置一套至少由一個(gè)信號(hào)釆集單元、一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換單元和一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元依次連接而構(gòu)成的采集系統(tǒng)；所述的信號(hào)采集單元完成光信號(hào)向電信號(hào)的轉(zhuǎn)換；所述的信號(hào)轉(zhuǎn)換單元將模擬信號(hào)經(jīng)A/D采樣變換后變成可供計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字信號(hào)并完成數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)；所述的數(shù)據(jù)處理單元實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的運(yùn)算及顯示功能，并提供一個(gè)人/機(jī)交互的友好操作界面。12.按照權(quán)利要求11所述的PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試裝置，其特征是所述的待測(cè)LED斜向向上或向下放置于積分球的球心位置。13.按照權(quán)利要求11所述的PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試裝置，其特征是所述采集系統(tǒng)信號(hào)采集單元的光/電傳感器正對(duì)待測(cè)LED設(shè)置。14.按照權(quán)利要求11所述的PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試裝置，其特征是所述的信號(hào)采集單元為光/電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路。15.按照權(quán)利要求14所述的PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試裝置，其特征是所述的信號(hào)采集單元至少包括光/電傳感器、第一電阻、第二電阻、第一電容和第二電容，其中，光/電傳感器的正極分別與第一電阻、第一電容、第二電容的一端以及接地端連接；光/電傳感器的負(fù)極與第一電阻、第一電容的另一端以及電源端連接，同時(shí)經(jīng)過(guò)第二電阻與第二電容的另一端連接；第二電容的兩端，構(gòu)成信號(hào)采集單元的信號(hào)輸出端。16.按照權(quán)利要求11所述的PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試裝置，其特征是所述的信號(hào)轉(zhuǎn)換單元至少包括依次連接的信號(hào)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和RS232電平轉(zhuǎn)換接口電路。17.按照權(quán)利要求16所述的PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試裝置，其特征是所述的信號(hào)放大電路至少包括第三至第八電阻、第三至第五電容和第一、第二運(yùn)放電路，其中，第三、第四電阻分別串接在信號(hào)放大電路的信號(hào)輸入端和第一運(yùn)放電路的正、負(fù)輸入端之間；第五電阻和第三電容并聯(lián)在第一運(yùn)放電路的負(fù)輸入端和輸出端之間；第六電阻串接在第一運(yùn)放電路的輸出端和第二運(yùn)放電路的負(fù)輸入端之間；第七電阻和第四電容并聯(lián)在第二運(yùn)放電路的負(fù)輸入端和輸出端之間；第八電阻串接在第二運(yùn)放電路的輸出端和信號(hào)放大電路的信號(hào)輸出端之間；第五電容并聯(lián)在第二運(yùn)放電路的輸出端和接地端之間。18.按照權(quán)利要求16所述的PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試裝置，其特征是所述的RS232電平轉(zhuǎn)換接口電路至少包括單片機(jī)、第六至第十一電容和RS232端口連接插頭，其中，第六、第七電容的兩端，依次與單片機(jī)的Cl+、Cl一、C2+、C2—管腳分別對(duì)應(yīng)連接；單片機(jī)的T1IN、R10UT、T2IN和R20UT管腳，依次與A/D轉(zhuǎn)換電路的TX、RX、RTS和CTS功能端子分別對(duì)應(yīng)連接；單片機(jī)的T10UT、R2IN、R2IN和T20UT管腳，依次與A/D轉(zhuǎn)換電路的XRX、XRTX、XTS和XCTS功能端子分別對(duì)應(yīng)連接，同時(shí)依次與RS232端口連接插頭的2、7、3和8管腳分別對(duì)應(yīng)連接；第八和第十一電容，并接在電源端和接地端之間；第九和第十電容，依次分別在單片機(jī)的V+、V—管腳與接地端之間對(duì)應(yīng)連接。19.按照權(quán)利要求11所述的PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試裝置，其特征是所述的數(shù)據(jù)處理單元為PC機(jī)。全文摘要一種PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)下LED瞬時(shí)光通量的測(cè)試方法及裝置，屬測(cè)量領(lǐng)域。包括采用積分球法對(duì)待測(cè)LED的光通量進(jìn)行測(cè)量，其在常規(guī)光譜分析系統(tǒng)裝置的基礎(chǔ)上，再設(shè)置一套由信號(hào)采集部分、信號(hào)轉(zhuǎn)換部分和數(shù)據(jù)處理部分組成的采集系統(tǒng)，其通過(guò)測(cè)量PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的瞬時(shí)光通量，再乘以PWM脈沖信號(hào)的占空比，進(jìn)而得到PWM脈沖驅(qū)動(dòng)下待測(cè)LED的平均光通量。其以現(xiàn)有測(cè)試設(shè)備為基礎(chǔ)，與傳統(tǒng)測(cè)試方法不背離，不引起新的近場(chǎng)吸收，且能響應(yīng)脈沖驅(qū)動(dòng)的瞬時(shí)峰值信號(hào)，測(cè)量在熱平衡條件下LED的瞬時(shí)光通量，并能實(shí)現(xiàn)脈沖驅(qū)動(dòng)功率變化時(shí)的動(dòng)態(tài)測(cè)量?？蓮V泛用于各種LED發(fā)光器件和/或PWM脈沖驅(qū)動(dòng)裝置的性能測(cè)試、標(biāo)定領(lǐng)域。文檔編號(hào)F21Y101/02GK101430223SQ20081020075公開(kāi)日2009年5月13日申請(qǐng)日期2008年9月28日優(yōu)先權(quán)日2008年9月28日發(fā)明者筠李,李抒智,楊衛(wèi)橋,峰王,王康平,錢(qián)雯磊,馬可軍申請(qǐng)人:上海半導(dǎo)體照明工程技術(shù)研究中心;上海理工大學(xué)