【正文】 用威布爾分布和對數(shù)正態(tài)分布圖估法進行檢驗和驗證，在加速模型、失效模式等方面未發(fā)現(xiàn)有異常。 本設(shè)計給出了一種縮短試驗時間求取 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。 第 23 頁 西華大學 電氣信息學院 智能化電子系統(tǒng)設(shè)計 報告 8 總結(jié)與體會 這次課程設(shè)計我們歷時三個星期，在我們班里算是倒數(shù)幾組完成的吧，但經(jīng)過這兩個星期的實踐和體驗下來，我們又怎么會去在乎那個先后問題呢，因為對我來說學到的不僅是那些知識，更多的是團隊和合作?？梢酝ㄟ^本實驗測得 LED 發(fā)光壽命。用威布爾分布和對數(shù)正態(tài)分布圖估法進行檢驗和驗證，在加速模型、失效模式等方面未發(fā)現(xiàn)有異 常。 本標準給出了一種縮短試驗時間求取 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。通過改變正向電壓測得 LED的結(jié)溫，實驗操作簡單，降低了成本。其次，將 LED 放在干燥箱內(nèi)，減少了外界濕度對實驗的影響 ,同時在干燥箱內(nèi)。 本實驗首先通過將 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，縮短了實驗周期。 器件的失效雖受多種隨機變量的影響，這些變量包括電、熱失效機理的芯片和熱失效機理的封裝材料，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。在高溫（ 165℃－ 185℃）下 LED 器件的芯片會加速退化，而且封裝材料也會加速老化，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入到磨損失效期 m值較大的主要原因。我們從威布爾分布圖估法（ GB － 81 ）驗證的案例結(jié)果可以看出： m 可以看失效模式。 正常工作環(huán)境溫度 (Ta＝ 25℃ )下的平均壽命 Lc,0 通過公式 （ 68） 求得 )11(e xp ,0,0, ijjaicc TTKELL ?? （ 68） 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。 Rjc 為結(jié)到殼的熱阻； Rch 為殼到熱沉的熱阻，當 Rch 在最佳情況下，計算時可以忽略不計； Rha 為熱沉到環(huán)境的熱阻。 第 21 頁 西華大學 電氣信息學院 智能化電子系統(tǒng)設(shè)計 報告 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 β = IFβ0exp( Ea/k Tj) (64) 式中 IF為工作電流，β 0 為常數(shù)； Ea 為激活能； k 為波耳茲曼常數(shù) ( 105ev)； Tj為結(jié)溫（絕對溫度）。 試驗采用定數(shù)截尾，一般情況下，試驗截尾時間應(yīng)使失效數(shù) r大于或等于投試樣品數(shù) n 的 30%，當失效數(shù)無法達到 30%n 時，至少有 r≥ 4。 圖 光功率的初始值一直處于下降時的加速壽命示意圖 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＋（ T2－ T1） (63) 其中 光功率下降到初始值 P0 的試驗時間為 T1，用退化系數(shù)外推法求得的壽命為 T2－T1 。 減少試驗數(shù)據(jù)的誤差，第一個數(shù)據(jù)點的退化量應(yīng)大于儀器測量誤差，可以采用圖估法 (在概率紙上描點劃線或運 用計算機 )進行線性擬合，選取偏離直線最小、光輸出衰減 第 20 頁 西華大學 電氣信息學院 智能化電子系統(tǒng)設(shè)計 報告 較大的試驗數(shù)據(jù)點，該數(shù)據(jù)點的累計時間即為試驗截止時間，通過公式 （ 62） 計算給定結(jié)溫下的失效時間（工作壽命 Lc,i），這樣可以縮短試驗時間。計算公式如下： Pt= P0 exp(βt) （ 61） 式中 :P0 為初始光通量 (或光功率 )； Pt為加溫加電后對應(yīng)某一工作時間的光通量（或光功率）；β為某一結(jié)溫下的退化系數(shù)； t 為某一產(chǎn)品的試驗截止時間。試驗過程中，每次測試均應(yīng)使用同一測試儀器和工具，如必須更換時，則必須經(jīng)過計量，以便保證測試精度。每個加速應(yīng)力水平下的壽命試驗的測試數(shù)據(jù) 點數(shù) m不應(yīng)少于 5個（ m≥ 5）。 在沒有自動記錄的試驗中，具體產(chǎn)品測試間隔時間的選擇，可通過摸底試驗來確定。測量方法及要求應(yīng)符合 SJ/T 2355－ 2020 中的相關(guān)規(guī)定。引用“亞瑪卡西”（ yamakoshi）的發(fā)光管光功率緩慢退化公式，通過退化系數(shù)得到不同加速應(yīng)力溫度下 LED 的壽命試驗數(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，簡稱“退化系數(shù)解析法” ,測量的數(shù)據(jù)計算出室溫下平均壽命的一致性。 測量計算出來的壽命是 LED 平均壽命，即失效前的平均工作時間。 第 19 頁 西華大學 電氣信息學院 智能化電子系統(tǒng)設(shè)計 報告 6 系統(tǒng)功能 及 指標參數(shù) LED 芯片壽命試驗過程，提出了壽命試驗條件，完善的試驗方案，消除可能 影響壽命試驗結(jié)果準確性的因素，保證了壽命試驗結(jié)果的客觀性和準確性。 ADuC848 具有串行下載和調(diào)度模式，可通過 EA 引腳提供引腳競爭模式，同時支持 Quick Start 開發(fā)系統(tǒng)和低成本的軟件和硬件工具。該芯片的兩個獨立的 ADC（主 ADC 和輔助 ADC）由一個輸入多路復(fù)用器，一個溫度傳感器和一個可直接測量低幅度信號的可編程增益放大器 PGA組成。片內(nèi)微控制器是一個優(yōu)化的單指令周期 8052 閃存MCU。 在硬件調(diào)試方面， ADuC848 可通過一個片內(nèi)鎖存環(huán) PLL 產(chǎn)生一個 的高頻時鐘，以使之運行于 32kHz 外部晶振。我們以圖二電路為基本路線，并聯(lián)構(gòu)成壽命試驗單元板，每一單元板可同時進行 LED 壽命試驗。我們認為壽命試驗的 LED，以恒流驅(qū)動和串聯(lián)連接的工作方式為佳。雖然可以通過加入串聯(lián)電阻限流減輕上述現(xiàn)象，但存在線路復(fù)雜、工作電流 If差別較大、不能適用不同 VF 的 LED等缺點，因此不宜采用并聯(lián)連接驅(qū)動形式。 及功能 并聯(lián)連接形式：即將多個 LED 的正極與正極、負極與負極并聯(lián)連接，其特點是每個 LED 的工作電壓一樣，總電流為 ΣIFn ，為了實現(xiàn)每個 LED 的工作電流 If 一致，要求每個 LED 的正向電 壓也要一致。 只要是 1998 年以后所成立的計算機教室，或個人購買的計算機，幾乎都超過以上標準 。 Protel 99 設(shè)計平臺軟硬件配置要求： ntium II 233MHZ 內(nèi)存－ 32M硬盤－300M顯示器－ SVGA， 15〃顯示分辯率－ 800 600。 Protel 99 是在桌面環(huán)境下第一個以獨特的設(shè)計管理和團隊合作技術(shù)為核心的全方位的印制板設(shè)計系統(tǒng)。 Protel99 SE共分 5個模塊，分別是原理圖設(shè)計、 PCB設(shè)計（包含信號完整性分析）、自動布線器、原理圖混合信號仿真、 PLD設(shè)計。 555定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實現(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。特點： 555定時器是一種數(shù)字電路與模擬電路相結(jié)合的中規(guī)模集成電路。 555定時器的電源電壓范圍寬，可在 ~16V 工作， 7555 可在 3~18V 工作，輸出驅(qū)動電流約為 200mA，因而其輸出可與 TTL、 CMOS 或者模擬電路電平兼容。 第 15 頁 西華大學 電氣信息學院 智能化電子系統(tǒng)設(shè)計 報告 圖 555 時基電路引腳 555定時器產(chǎn)品有 TTL 型和 CMOS型兩類。 u11 和 u12 分別為 6 端和 2 端的輸入電壓。當 DR? =0 時，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。如 5 端懸空，則比較器 C1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。它由三個阻值為 5k?的電阻組成的分壓器、兩個電壓比較器 C1和 C基本 RS觸發(fā)器、放電晶體管 T、與非門和反相器組成。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，用于交流信號源、電源變換、頻率變換、脈沖調(diào)制等。該芯片具有 52引腳塑料四方扁平封裝（ MQFP）和 56引腳芯片級封裝（ CSP）。主、輔 ADC都采用高頻“斬波”技術(shù)來提供優(yōu)良的 直流（ DC）失調(diào)和失調(diào)漂移指標，因而非常適合用于低溫漂且對噪聲抑制和抗電磁干擾能力要求較高的應(yīng)用場合。該 MCU 在保持與 8051 指令系統(tǒng)兼容的同時，具有 的性能。該時鐘可通過一個從 MCU 核心時鐘工作頻率分離的可編程時鐘發(fā)送。同時可提供 62k 字節(jié)的閃速 /電擦除程序存儲器， 4k 字節(jié)閃速 /電擦除數(shù)據(jù)存儲器和 2304 字節(jié)的數(shù)據(jù) RAM。該芯片的數(shù)據(jù)處理速度達 12MIPS，且設(shè)計簡單，噪聲低，非常適用于精密儀器儀表。ADM3251E 引腳圖如下。 ADM3251E 完全符合 EIA/TIA232E 和 規(guī)則，并且數(shù)據(jù)傳輸速度達到 460Kbps。由于磁隔離在設(shè)計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1/61/10，具有比光電耦合器更高的數(shù)據(jù)傳輸速率、時序精度和瞬態(tài)共模抑制能力。 iCoupler磁隔離技術(shù)是 ADI 公司的一項專利隔離技術(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 工藝和芯片級的變壓器技術(shù)。 Rin 和 Tout 引腳帶有177。 ADM3251E ADM3251E 是 ADI（ Analogdevice,inc）公司推出基于其專利 iCoupler 和isoPower 磁隔離技術(shù)的 RS232隔離器。只是在反向特性測試時，應(yīng)該特別注意，反向電壓不允許加大到擊穿值。 在實際應(yīng)用中，常常會設(shè)計到電參數(shù)的測量。 LED 第 12 頁 西華大學 電氣信息學院 智能化電子系統(tǒng)設(shè)計 報告 的上升時間隨著電流的增大近似地按指數(shù)規(guī)律衰減。響應(yīng)時間是指輸入正向電流后 LED開始發(fā)光 (上升 )和熄滅 (下降 )的時間。當 LED 工作時，若外加偏壓、偏流一定，則會促使 PN結(jié)內(nèi)的部分載流子復(fù)合發(fā)光，還有一部分變?yōu)闊崮?，使結(jié)溫升高。曲線是由 1MHz 交流信號用 C— U 特性測試儀測得。 2． CU特性 ,LED的芯片有 9mil 9mil(228? m 228? m)、 10mil 10mil(254? m 254? m)、 11mil 1lmil(280? m 280? m)、 12mil 12 mil (300? m 300? m)幾種規(guī)格，故 PN 結(jié)的面積大小不一，使其結(jié)電容 (零偏壓 )C≈ n+pF。當反向偏壓增加到使 UUR 時 IR將突然增加而出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。 反向死區(qū)： U0時， PN結(jié)加反向偏壓； U=UR 時，反向漏電流為 IR， U=5V 時，GaP 為 0V， GaN 為 10A? 。 第 11 頁 西華大學 電氣信息學院 智能化電子系統(tǒng)設(shè)計 報告 因為 LED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