高精度低成本：一款LED老化测试方案

　　本文所介绍的一种LED 照明产品长时间通电老化试验的方案，主要说明了如何结合系统中的硬件产品，和主要的监控软件，实现最大程度的发挥电源在老化系统中的作用，提高多个LED 产品老化测试的同时性和自动化性，得到最准确的监控数据以及最大程度的节约人力成本的目标。该系统已经应用到实际的老化试验中，并将进一步在LED 行业中推广和应用。

　　LED 发光的原理

　　中国LED 产业起步于20 世纪70 年代。经过30 多年的发展，中国LED 产业已初步形成了包括LED 外延片的生产、LED 芯片的制备、LED 芯片的封装以及LED 成品应用在内的较为完整的产业链。

　　LED 照明的LED 是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN 结。因此它具有一般P-N 结的I-N 特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N 区注入P 区，空穴由P 区注入N 区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光。假设发光是在P 区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。

　　市场对LED 照明产品的要求

　　LED 光源有人称它为长寿灯，意为永不熄灭的灯。固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，使用寿命可达6 万到10 万小时，比传统光源寿命长10 倍以上。因此，要达到这样的理想状态，抗老化能力显得尤为重要。

　　一、LED 照明产品的老化测试

　　LED 背光及照明产品的长时间老化试验是一个非常重要的测试，通过老化测试可以及早发现LED 产品在长期使用中可能产生的光衰、色温变化、漏电等故障，有利于产品性能的稳定。ITECH电源和老化测试软件主要应用于LED 背光及照明产品的老化测试。

　　LED 照明产品老化测试的结果和使用的设备有很大的关系，老化设备和LED 照明产品，必须保证在充分散热的情况下，确定最佳的老化时间，通过老化系统监控数据，进行分析对比，以得到最精准的测试数据，从而达到生产和试验的目的。

　　二、LED 老化测试中应用的电源和老化系统应具备的特点

　　由于LED 的工作电流非常特殊，故需要有专业的测试系统才能得到可靠的数据。总体上，在LED 老化测试中应用的电源和老化系统应具备如下特点：

　　1、高功率比的数控直流电源供应器，有宽广的电压电流使用率，应用范围广泛；

　　2、可自动控制电压及电流的变化率，最大可能的降低成本；

　　3、高精度及高分辨率；

　　4、低噪声及纹波；

　　5、尽量小的体积，节约空间；

　　三、LED 老化测试系统的搭建

　　LED 老化测试系统，由直流电源与控制软件搭建而成，具体如下图所示：

　　注：上图中使用的电源型号为ITECH IT6720，老化控制软件型号为ITECH IT9100

　　下图是使用该测试系统在老化测试过程中，用户观察到的界面截图：

　　在此界面中，可以同时观测到16*32 个通道的LED 照明或背光产品的老化。总共分为16 组，每组可达32 个通道， 并用数组表示。界面上每个方块代表一个通道，当该通道配置时，该通道方块呈灰色。用颜色来区分不同的运行状态，能使用户在使用过程中更加清晰、简便、快速的观测到任何细微的变化。通常来说，为了符合人们的习惯，不同颜色所表示的功能如下：

　　灰色：已配置或运行停止

　　黄色：通讯失败

　　红色：运行发生错误

　　绿色：通讯及运行都很正常

　　四、选用此LED 老化测试方案的优势

　　选用灵活配比的电源，结合支持多通道的老化监控软件，可实现同时对上百个LED 的老化监控测试。

　　这个方案的优势在于：

　　1） 电源体积小巧、标准，可以放置在标准的仪器柜上，搭置老化系统可以根据实际情况，容易设计和摆放。避免了特殊定制老化测试系统柜的繁杂工作；

　　2） 使用的可编程电源，操作方便，并且具有高精确度、稳定性强的特点；

　　3） 智能风扇控制，噪音小；

　　4） 可以通过软件，批量设定老化的值并可以检测每一个LED 照明产品的工作状态；

　　5） 在老化试验台长时间持续工作的时候，一般为72H ， 无需有值班人员守候；

　　6） 利用监控软件，可以自动记录数据，便于分析；

　　7） 价格合理，搭建简单，未来的可扩展性强，非常适合此领域的应用。

　　五、结论

LED 发光的特性，对LED 照明产品老化测试的方