[发明专利]发光二极管及太阳能电池老化测试系统

摘要

一种发光二极管及太阳能电池老化测试系统，属于电子技术应用及新型能源测试领域。本发明的目的是通过各个电子模块之间的数据通讯、实时监控、实时控制，从而对可兼容发光二极管和太阳能电池老化进行测试的发光二极管及太阳能电池老化测试系统。本发明分为基础模块和扩展模块；包括电流及电压采样电路、短路保护电路、快门控制电路、中控系统控制加热炉缓冲器电路、加热炉驱动的电路、过温及湿度检测探头电路、中控系统连接相关通讯电路、步进电机限位电路、多个电源转换电路、中控系统核心主控芯片。本发明可对多个器件同时进行测试、降低了设备的成本，也降低了不同人员测试时由于主观因素带来的误判概率，另外可进行大批量测试，可大大提高测试效率、缩短实验周期。

主权项

1.一种发光二极管及太阳能电池老化测试系统，其特征在于：分为基础模块和扩展模块；包括电流采样电路、电压采样电路、短路保护电路、第一快门控制缓冲器电路、第二快门控制缓冲器电路、快门驱动电路、第一中控系统控制加热炉缓冲器电路、第二中控系统控制加热炉缓冲器电路、加热炉驱动的电路、过温检测电路、湿度检测探头电路、中控系统与亮度计通讯ADM2484电路、中控系统与X轴步进电机通讯电路、中控系统与Y轴步进电机通讯电路、中控系统与人机交互模块通讯电路、中控系统模块与工业摄像头通讯电路、中控系统控制补光灯电路、中控系统与太阳能模拟光源通讯电路、步进电机限位电路、220V-AC转24V-DC电路、中控系统与光源功率校正模块通讯电路、亮度探测探头电路、24V转15V电路、15V转5V电路、5V隔离电源实现电路、5V转3.3V电路、数据存储电路、中控系统核心主控芯片、过压保护电路；/n电流采样电路 ：电阻R31的1脚、R29的1脚接Vout_L输入端，电阻R31的2脚、电阻R32的1脚接GND，电阻R29的2脚、电阻R28的1脚接运放U4B的反向输入端6脚，电阻R32的2脚、R35的1脚接运放U4B的正向输入端5脚，电阻R35的2脚接GND，电阻R28的2脚接运放U4B的7脚输出端，并接中控系统核心主控芯片U20的40脚；/n电压采样电路：U15的12脚、13脚、14脚、15脚、16脚分别接中控系统核心主控芯片U20的33脚、18脚、17脚、16脚、15脚，U15的1脚、7脚、9脚、直流滤波电容C31的1脚、无极性滤波电容C30的1脚接+5V，直流滤波电容C31的2脚、无极性滤波电容C30的2脚接GND，U15的10脚、11脚接GND，2脚、3脚作为电压信号采集输入端，直流滤波电容C37的1脚、无极性滤波电容C36的1脚接U17的2脚输入+12V，U17的8脚接C38的1脚，直流滤波电容C37的2脚、无极性滤波电容C36的2脚、U17的4脚、无极性滤波电容C38的2脚、滑动变阻器R56的1脚接GND，U21的5脚接滑动变阻器R56的2脚，U21的6脚接滑动变阻器R56的3脚输出稳定基准电压，接电阻R53的1脚，R53的2脚、电容C34的1脚、电容C35的1脚接U15的8脚，电容C34的2脚、C35的2脚接GND；/n短路保护电路：电阻R10的2脚、R9的1脚、R12的1脚和电容C10的1脚连接，电容C10的2脚和电阻R9的2脚接GND，电阻R11的2脚、R14的1脚、电阻R13的1脚和电容C11的1脚连接，电容C11的2脚和电阻R14的2脚接GND，电阻R12的2脚、R7的1脚、C4的1脚接运放U2A的反向输入端2脚，电阻R13的3脚、R15的1脚接运放U2A的正向输入端3脚，电阻R15的2脚接GND，电容C4的2脚、电阻R7的2脚接运放U2A的输出脚1脚，稳压二极管D2的1脚接运放U2A的1脚，接中控系统核心主控芯片中U20的42脚，D2的2脚接GND；/n第一快门控制缓冲器：缓冲芯片U6的2脚、4脚、6脚、8脚分别接中控系统核心主控芯片中U20的23脚、24脚、25脚、26脚，缓冲芯片的2脚接电阻R20的1脚，4脚接电阻R21的1脚，6脚接电阻R23的1脚，8脚接电阻R24的1脚，电阻R20的2脚、R21的2脚、R23的2脚、R24的2脚接GND，U6的1脚、10脚、19脚接GND，U6的20脚接+5V，18脚、16脚、14脚、12脚分别接快门驱动电路；其中U6的18脚接快门驱动电路中R8的1脚；/n第二快门控制缓冲器：缓冲芯片U9的2脚、4脚、6脚、8脚分别接中控系统核心主控芯片中U20的29脚、30脚、31脚、32脚，缓冲芯片的2脚接电阻R30的1脚，4脚接电阻R33的1脚，6脚接电阻R34的1脚，8脚接电阻R36的1脚，电阻R30的2脚、R33的2脚、R34的2脚、R36的2脚接GND，U9的1脚、10脚、19脚接GND，U9的20脚接+5V，18脚、16脚、14脚、12脚分别接快门驱动电路；/n快门驱动电路：R8的1脚接第一快门控制缓冲器中U6的18脚，电阻R8的2脚接三极管Q1的基极2脚，三极管Q1的1脚、二极管D1的2脚接继电器K1的5脚，二极管D1的1脚、继电器K1的2脚接+5V，Q1的发射极3脚接GND，继电器K1的6脚接快门电极，继电器K1的3脚接限流电阻R4的1脚，限流电阻R4的2脚接GND；/n第一中控系统控制加热炉缓冲器电路：缓冲芯片U14的2脚、4脚、6脚、8脚分别接中控系统核心主控芯片中U20的97脚、98脚、1脚、2脚，缓冲芯片U14的2脚接电阻R47的1脚，4脚接电阻R48的1脚，6脚接电阻R49的1脚，8脚接电阻R50的1脚，电阻R47的2脚、R48的2脚、R49的2脚、R50的2脚接GND，缓冲芯片U14的1脚、10脚、19脚接GND，U14的20脚接+5V，缓冲芯片U14的12脚、14脚、16脚、18脚分别接加热炉驱动；/n第二中控系统控制加热炉缓冲器：缓冲芯片U18的2脚、4脚、6脚、8脚分别接中控系统核心主控芯片中U20的3脚、4脚、5脚、38脚，缓冲芯片U18的2脚接电阻R60的1脚，4脚接电阻R62的1脚，6脚接电阻R63的1脚，8脚接电阻R64的1脚，电阻R60的2脚、R62的2脚、R63的2脚、R64的2脚接GND，缓冲芯片U18的1脚、10脚、19脚接GND，U18的20脚接+5V，缓冲芯片U18的12脚、14脚、16脚、18脚分别接加热炉驱动；/n加热炉驱动电路：R59的1脚接第一中控系统控制加热炉缓冲器电路中U14的18脚，电阻R59的2脚接三极管Q2的基极2脚，三极管Q2的1脚、二极管D5的2脚接继电器K2的5脚，二极管D5的1脚、继电器K2的2脚接+5V，Q2的发射极3脚接GND，继电器K2的6脚接加热源，继电器K2的3脚接限流电阻R58的1脚，限流电阻R58的2脚接GND；/n过温检测电路：热敏电阻R37的1脚接+12V，热敏电阻R37的2脚、电阻R39的1脚接运放U12A的反向输入端2脚，电阻R39的2脚、电阻R41的1脚接GND，电阻R41的3脚接+12V，电阻R41的2脚接R43的1脚，电阻R43的2脚接运放U12A的正向输入端3脚，运放的输出脚1脚接中控系统核心主控芯片中U20的39脚；/n湿度检测探头电路：U21的1脚接15V转5V电路中U8的2脚+5V，U21的2脚、电阻R66的1脚接中控系统核心主控芯片中U20的77脚，电阻R66的2脚接+5V，U21的3脚接GND；/n中控系统与亮度计通讯ADM2484电路：通讯芯片U1的3脚、4脚、5脚、6脚接中控系统核心主控芯片中U20的69脚、35脚、67脚、68脚，U1的3脚接电阻R1的1脚，4脚接电阻R2的1脚，5脚接电阻R3的1脚，U1的6脚接电阻R6的1脚，电阻R1的2脚、R2的2脚、R3的2脚、R6的2脚接+5V，U1的2脚、8脚接GND，U1的1脚接C2的1脚接+5V，C2的2脚接GND；U1的16脚接5V隔离电源实现电路的U3的9脚和C3的1脚，C3的2脚接U1的15脚接GND_2，U1的15脚、9脚接5V隔离电源实现电路中U3的11脚，U1的11脚、14脚接电阻R5的1脚、接插件P1的4脚，U1的12脚、13脚接电阻R5的2脚、接插件P1的2脚，接插件P1的1脚接+5V_2，P1的3脚接GND_2；/n中控系统与X轴步进电机通讯电路：缓冲芯片U13的2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚分别接中控系统核心主控芯片中U20的95脚、51脚、96脚、52脚、47脚、48脚，缓冲芯片的2脚接电阻R40的1脚，4脚接电阻R42的1脚，6脚接电阻R44的1脚，8脚接电阻R45的1脚，电阻R40的2脚、R42的2脚、R44的2脚、R45的2脚接GND，U13的1脚、10脚、19脚接GND，U13的20脚接+5V，18脚、16脚、14脚接接插件P4的4脚、5脚、6脚，P4的1脚接+15V，2脚接GND，3脚接+5V，U13的12脚接P5的1脚，P5的2脚接GND；/n中控系统与Y轴步进电机通讯电路：缓冲芯片U16的2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚分别接中控系统核心主控芯片中U20的81脚、85脚、82脚、86脚、83脚、84脚，缓冲芯片的2脚接电阻R52的1脚，4脚接电阻R54的1脚，6脚接电阻R55的1脚，8脚接电阻R57的1脚，电阻R52的2脚、R54的2脚、R55的2脚、R57的2脚接GND，U16的1脚、10脚、19脚接GND，U16的20脚接+5V，18脚、16脚、14脚接接插件P7的4脚、5脚、6脚，P7的1脚接+15V，2脚接GND，3脚接+5V，U16的12脚接P9的1脚，P9的2脚接GND；/n中控系统与人机交互模块通讯电路：U11的9脚、10脚分别接中控系统核心主控芯片中U20的93脚、92脚，U11的7脚、8脚分别接DWEN接口J3的2脚、3脚，J3的3脚接GND，J3连接到DWEN屏幕；C25的1脚接+5V，2脚接芯片U11的2脚；C28的1脚接芯片U11的6脚，C28的2脚接GND；U11的15脚接GND，电容C27的1脚接U11的1脚，2脚接U11的3脚；电容C26的1脚接U11的4脚，2脚接U11的5脚；/n中控系统模块与工业摄像头通讯电路：R25的1脚、R26的1脚分别接中控系统核心主控芯片中U20的70脚、71脚，电阻R25的2脚接USB座的2脚，电阻R26的2脚、电阻R27的2脚接USB座的3脚，电阻R27的1脚接+3.3V，USB座的1脚接15V转5V电路中U8的2脚+5V，5脚接GND；/n中控系统控制补光灯电路：电阻R72的1脚接中控系统核心主控芯片中U20的9脚，电阻R72的2脚、电阻R73的1脚接三极管Q4的基极2脚，电阻R73的2脚接GND，+12V通过防反接二极管D8接到R70的1脚和R71的1脚，电阻R70的2脚接三极管Q4的1脚、三极管Q3的2脚，电阻R71的2脚接三极管Q3的1脚，三极管Q4的3脚、三极管Q3的3脚接GND，R71的2脚接接插件J4的1脚，J4的2脚接GND；/n中控系统与太阳能模拟光源通讯电路：U22的7脚、8脚分别接DB9接口J6的2脚、3脚，J6的5脚接GND，J6连接到亮度计；U22的9脚、10脚分别接中控系统核心主控芯片中U20的34脚、63脚，电容C43的1脚接+5V，2脚接GND；C45的1脚接+5V，2脚接芯片U22的2脚；C46的1脚接芯片U22的6脚，C46的2脚接GND；U22的15脚接GND，电容C44的1脚接U22的1脚，2脚接U22的3脚；电容C47的1脚接U22的4脚，2脚接U22的5脚；/n步进电机限位电路：电阻R38的1脚接+5V，R38的2脚、电容C29的1脚接限位传感器接口P3的1脚，电容C29的2脚、限位传感器接口P3的2脚接GND；/n220V-AC转24V-DC电路：220V_L接保险丝F1的1脚，F1的2脚、CBB电容C5的1脚接工频滤波器L1的1脚，220V_N接CBB电容C5的2脚、工频滤波器L1的2脚，工频滤波器L1的3脚、对地滤波电容C1的1脚接AC-DC模块M1的1脚，工频滤波器L1的4脚、对地滤波电容C9的1脚接AC-DC模块M1的2脚，对地滤波电容C1的2脚、C9的2脚接PGND，M1的3脚、直流滤波电容C7的1脚接直流滤波电感L2的1脚，直流滤波电感L2的2脚、直流滤波电容C8的1脚、无极性电容C6的1脚接开关接插件J1的1脚，AC-DC模块M1的4脚、直流滤波电容C7的2脚、直流滤波电容C8的2脚、无极性电容C6的2脚接GND，接插件J1的2脚接输出+24V；/n中控系统与光源功率校正模块通讯电路：U5的1脚、4脚分别接中控系统核心主控芯片中U20的90脚、91脚，U5的2脚接GND，3脚接旁路电容C15的1脚接+3.3V，电容C15的2脚接GND，U5的8脚接GND，7脚接电阻R19的1脚、接插件J2的1脚，6脚接电阻R19的2脚、接插件J2的2脚，接插件J3的3脚接GND；/n亮度探测探头电路：运放U19A的1脚输出信号到中控系统核心主控芯片中U20的43脚，C41的1脚和C42的1脚接+12V，C41的2脚和C42的2脚接GND；二极管D6用于防止反接，D6的1脚接+12V，D6的2脚接光强探测器D7的1脚，光强探测器D7的2脚接GND，光强探测器D7的3脚接滤波电容C40的1脚，C40的2脚接电阻R67的1脚、R65的1脚，R67的2脚接GND，R65的2脚接运放U19A的正向输入端3脚，R69的1脚与R68的1脚接到运放U19A的反向输入端2脚，R69的2脚接GND，R68的2脚接运放U19A的1脚，运放U19A的4脚接GND，8脚接+5V，电阻R65、运放U19A、电阻R69、R68构成正比例放大电路；/n24V转15V电路：+24V接二极管D3的1脚，D3的2脚、稳压管D4的1脚、滤波电容C16的1脚接三端稳压器U7的1脚，稳压管D4的2脚、滤波电容C16的2脚、三端稳压器U7的2脚、滤波电容C14的2脚接GND，滤波电容C14的1脚接U7的3脚输出+15V，接15V转5V电路中U8的3脚；/n15V转5V电路：滤波电容C17的1脚、滤波电容C18的1脚接三端稳压器U8的3脚，滤波电容C19的1脚、滤波电容C20的1脚接三端稳压器U8的2脚输出+5V，滤波电容C17的2脚、C18的2脚、C19的2脚、C20的2脚、U7的1脚接GND；/n5V隔离电源实现电路：+5V接15V转5V电路中U8的2脚，直流滤波电容C12的1脚接电源隔离模块U3的14脚，直流滤波电容C12的2脚、电源隔离模块U3的1脚接GND，电源隔离模块U3的9脚接直流滤波电容C13的1脚输出隔离+5V，电源隔离模块U3的11脚接直流滤波电容C13的2脚输出隔离GND；/n5V转3.3V电路：+5V接15V转5V电路中U8的2脚，直流滤波电容C21的1脚、C22的1脚接三端稳压器U10的3脚，直流滤波电容C23的1脚、C24的1脚接三端稳压器U10的2脚输出+3.3V，直流滤波电容C21的2脚、C22的2脚、C23的2脚、C24的2脚、三端稳压器U10的1脚接GND；/n数据存储电路：数据存储接口U23的7脚、5脚、2脚、1脚分别接中控系统核心主控芯片中U20的56脚、57脚、58脚、59脚，电阻R77的1脚接中控系统核心主控芯片中U20的55脚；R77的2脚接U23的10脚，及电阻R76的1脚，R76的2脚接+3.3V，U23的4脚接+3.3V，6脚、3脚接地，1脚通过上拉电阻R78接到+3.3V，12脚、13脚、14脚、15脚接地；/n中控系统核心主控芯片：主控芯片采用STM32F103VBT6，主控芯片U20的23脚、24脚、25脚、26脚分别接第一快门控制缓冲器电路中U6的2脚、4脚、6脚、8脚，29脚、30脚、31脚、32脚分别接第二快门控制缓冲器电路中U9的2脚、4脚、6脚、8脚，67脚、68脚、69脚、35脚分别接中控系统与亮度计通讯ADM2484电路中U1的5脚、6脚、3脚、2脚，70脚、71脚接中控系统模块与工业摄像头通讯电路中P2的2脚、3脚，72脚、76脚接程序下载口SWDIO和SWDCLK，77脚接湿度检测探头电路中U21的2脚，90脚、91脚接中控系统与光源功率校正模块通讯电路中CAN芯片U5的1脚、4脚，92脚、93脚接中控系统与人机交互模块通讯电路中U11的10脚、9脚，95脚、96脚、47脚、48脚、51脚、52脚分别接中控系统与X轴步进电机通讯电路中U13的2脚、4脚、6脚、8脚、3脚、5脚，81脚、82脚、83脚、84脚、85脚、86脚分别接中控系统与Y轴步进电机通讯电路中U16的2脚、4脚、6脚、8脚、3脚、5脚，12脚、13脚接晶振XTAL1和XTAL2，94脚接下拉电阻R74，14脚接上拉电阻R75，20脚接地，21脚接+3.3V，55脚、56脚、57脚、58脚、59脚分别接数据存储电路中U23的10脚、7脚、5脚、2脚、1脚，15脚、16脚、17脚、18脚、33脚分别接电压采样电路中U15的16脚、15脚、14脚、13脚、12脚，34脚、63脚分别接中控系统与太阳能模拟光源通讯电路中U22的9脚、10脚，9脚接中控系统控制补光灯电路中R72的1脚，97脚、98脚、1脚、2脚分别接第一中控系统控制加热炉缓冲器电路中U14的2脚、4脚、6脚、8脚，3脚、4脚、5脚、38脚分别接第二中控系统控制加热炉缓冲器电路中U18的2脚、4脚、6脚、8脚，39脚接过温检测电路中U12的1脚，40脚接电流采样电路中U4B的7脚，42脚接短路保护电路中U2的1脚，43脚接亮度探测探头电路中U19的1脚；/n过压保护电路：电阻R16的1脚接Vout_H，电阻R16的2脚、R17的1脚接运放U4A的反向输入端2脚，电阻R17的脚接GND，电阻R18的1脚接+12V，3脚接GND，2脚接电阻R22的1脚，电阻R22的2脚接运放U4A的正向输入端3脚，U4A的输出端接中控系统核心主控芯片中U20的41脚。/n