基于LabVIEW的LED结温特性测量仪毕业论文.docx
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基于LabVIEW的LED结温特性测量仪毕业论文
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本科生毕业论文
题目:
基于LabVIEW的LED结温特性测量仪
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原创性声明
使用授权说明
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本人郑重声明:
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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4)图表应绘制于无格子的页面上
5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档
5.装订顺序
1)设计(论文)
3)其它
摘要
利用动态电学测量方法来测量GaN基白光LED的结温,获得了较为准确的结温数据。
该方法利用发光二极管PN结的正向压降VF与PN结的温度成线性关系的特性,通过测量其在不同温度下的正向压降差来得到发光二极管的结温。
本系统以ATMEL增强型FLASH单片机AT89S52作为主处理器以完成主要的测控任务,单片机选通CD4051不同的通道电压来控制压控恒流源的电流输出,其负载为LED,同时启动AD读取不同电流值下LED的PN结电压数据,经单片机处理后通过RS485总线传送到PC机上进行处理。
PC机软件由具有图形界面编程能力的LabVIEW进行编写,负责与单片机系统进行命令交互控制与测试数据的处理。
本系统已经应用于高亮度LED的测试,测算出来的结温数据误差小,取得了较好的测试效果。
关键词:
白光LED,结温,LabVIEW
Abstract
BaseontheelectronictechniquetomeasurethejunctiontemperatureoftheGaN_basedwhiteLEDs,wegetaexactdata.ThismethodusethelinearprogrammingbetweenpositivevoltageandtemperatureofPN_junction.ThissystemtaketheAtmelAT89S52microcontrollerwhichislow-power,-systemprogrammableFlashmemoryasthecontrolcenter.TheMCUchoosethedifferentchannelsoftheCD4051chiptocontrolthevoltage-controllingcurrentsource,whichcanduringdifferentcurrent.ThevoltagedataprocessedbyMCUissendtothePCviaRS485bus.ThesoftwareonPCiswrittenbyLabVIEW,whichtemperature,LabVIEW
第一章前言…………………………………………………………………….......1
第二章大功率LED特性及LabVIEW综述...……………………………..……..2
2.1大功率LED特性……………………………………………………………….2
2.1.1LED的工艺特性……………………………………………………...2
2.1.2LED的优缺点………………………………………………………...2
2.1.3LED的实际应用以及急需解决的问题……………………………...3
2.2LabVIEW简介………………………………………………………………....3
2.2.1LabVIEW的编程语言特点…………………………………………..4
2.2.2虚拟仪器的概念……………………………………………………...5
第三章结温测量仪整体系统设计………………………………………………...5
3.1结温测量仪的原理……………………………………………………………..5
3.2硬件设计方案…………………………………………………………………..5
3.2.1各部分硬件功能简述………………………………………………..5
3.2.2硬件电路器件参数确定……………………………………………...6
3.3软件设计方案………………………………………………………………......6
3.3.1LabVIEW平台特性……………………………………………….....6
3.3.2PC机程序整体框架以及各部分功能模块划分……………….........7
3.3.2.1上位机软件操作流程……………………………….........7
3.3.2.2系统功能模块划分……………………………………......8
3.3.3上位机与下位机通讯接口协议…………………………………….....9
3.3.3.1硬件协议………………………………………………......9
3.3.3.2软件协议………………………………………………......9
第四章上位机通讯接口及用户界面.......…………………………………….......10
4.1LabVIEW程序架构的比较………………………………………………........10
4.1.1顺序结构……………………………………………………..…........10
4.1.2并行结构……………………………………………………..…........11
4.1.3EVENT+QUEUE结构………………………………………..……..11
4.2PC机软件各模块的算法与实现………………………………………..….....12
4.2.1用户权限控制块………………………………………………..……12
4.2.2命令控制模块…………………………………………………..........13
4.2.3数据处理模块…………………………………………………..........14
4.2.4图形显示与打印模块……………………………………………......15
4.3CRC校验的算法与实现……………………………………………………....16
4.3.1CRC校验的算法简介…………………..…………………………...16
4.3.2CRC在LabVIEW平台的实现…………..………………………….16
4.4整体软件界面……………………………………….………………………...17
4.4.1登录界面………………………………….…………………….…...17
4.4.2串口设置界面…………………………….…………………………18
4.4.3电流设置面板…………………………….…………………………18
4.5结果分析…………………………………………….………………………...19
4.5.1实际波形分析…………………………….…………………………19
4.5.2软件波形分析…………………………….…………………………20
第五章结论…………………………………………….…………………………21
致谢………………………………………………………….………………………..22
参考文献…………………………………………………………….…………………………...23
第一章前言
目前随着技术的发展,大功率白光LED的寿命在逐渐加长,是未来绿色,环保,节能光源的发展方向。
但是结温升高会使白光LED的光度、色度学性能变差以及寿命变短,因而对结温的测试在大功率LED的研制中具有非常重要的地位。
目前对LED结温的研究主要有三种方法,分别是管脚温度法,电致发光谱法,正向电压法。
管脚温度法是利用Pt电阻测量LED的管脚温度,然后通过耗散功率和热阻系数求得结温。
电致发光谱法是一种非接触的结温测量方法,它利用的是白光LED的电致发光EL谱中蓝光与白光的功率比值随结温变化的关系来测量结温。
正向电压法是利用LED电输运的温度效应通过测量工作电流下的正向电压与结温的有着较好的线性关系来确定结温。
第二章大功率LED特性及LabVIEW综述
2.1大功率LED特性
LED(LightEmittingDiode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。
LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。
半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。
但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个“P-N结”。
当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。
而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的[1]。
2.1.1LED的工艺特性
白光LED的工艺结构和白色光源。
对于一般照明,在工艺结构上,白光LED通常采用两种方法形成。
第一种是利用“蓝光技术”与荧光粉配合形成白光;第二种是多种单色光混合方法。
这两种方法都已能成功产生白光器件。
第一种方法产生白光的采用LEDGaM芯片发蓝光(λp=465NM)和YAG(钇铝石榴石)荧光粉封装在一起,当荧光粉受蓝光激发后发出黄色光,结果,蓝光和黄光混合形成白光。
第二种方法采用不同色光的芯片封装在一起,通过各色光混合而产生白光[2]。
2.1.2LED的优缺点
大功率LED作为光源用于照明具有以下优点:
(1)电压低:
LED使用低压电源,供电电压在6-24V之间,根据产品不同而异,
所以它是一个比使用高压电源更安全的电源,特别适用于公共场所。
(2)效能:
消耗能量比同光效的白炽灯减少80%
(3)适用性:
很小,每个单元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以制备成各种
形状的器件,并且适合于易变的环境
(4)稳定性:
10万小时,光衰为初始的50%
(6)对环境污染:
无有害金属汞 。
大功率LED的缺点是价格太贵,使一般百姓家难以接受,大大推迟了它在实
际应用中的普及。
2.1.3LED的实际应用以及急需解决的问题
目前LED照明灯虽然还难进百姓家,但是还有很多领域可以大量地应用LED照明灯。
这些领域的应用可促进大功率白光LED的生产、可促进技术的提高,并可降低生产成本。
在LED照明设计、应用上也可获得更多的经验,有利于将来的推广。
这些
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- 基于 LabVIEW LED 特性 测量仪 毕业论文