LED照明測試技術(shù)分析--驅(qū)動電源可靠性和能效成關(guān)鍵
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然而頗具諷刺意味的是，我們常常聽聞由于LED驅(qū)動電源本身的壽命直接拖累LED照明燈具變得并不“長壽”，極大地增加了維護(hù)/使用成本；或者驅(qū)動電源的效率不高導(dǎo)致LED照明燈具的能效轉(zhuǎn)換比并不是想象中那么高，或者由于輸出電流紋波沒有得到很好的控制影響了發(fā)光品質(zhì)，使得LED照明的綠色節(jié)能優(yōu)勢大打折扣，甚至影響了市場普及。
因此， LED產(chǎn)業(yè)鏈的完善和成熟，驅(qū)動電源也是其中重要的一環(huán)。但現(xiàn)狀是LED驅(qū)動電源的設(shè)計和品質(zhì)局限卻日益成為LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“后腿”，因此電源模塊廠商、燈具制造商都越來越重視采用先進(jìn)的測試測量技術(shù)和方案。針對這一現(xiàn)狀，泰克公司獨樹一幟，深入到客戶中間，深入了解現(xiàn)場的實際需求，制定出針對LED垂直應(yīng)用的各種解決方案組合，旨在幫助更多的中國LED照明廠商、驅(qū)動電源供應(yīng)商和相關(guān)質(zhì)檢/認(rèn)證機(jī)構(gòu)獲得更精確的測試結(jié)果，保證LED驅(qū)動電源的品質(zhì)，從而促進(jìn)中國LED照明產(chǎn)業(yè)的健康繁榮發(fā)展。
LED驅(qū)動電源的可靠性和能效是測試關(guān)鍵
那么，真正高品質(zhì)的LED驅(qū)動電源應(yīng)該具備什么樣的特點或者說應(yīng)該滿足那些要求呢？泰克公司總結(jié)出以下主要的幾個方面：
1.高可靠性和壽命：驅(qū)動電源的壽命要與LED的壽命相適配，特別對像LED路燈的驅(qū)動電源，因為裝在高空，維修不方便，維修的花費也大；
2.高效率：對于電源安裝在LED燈具內(nèi)的結(jié)構(gòu)，這一點尤為重要。因為LED的發(fā)光效率隨著LED溫度的升高而下降，所以LED的散熱非常重要。電源的效率高，它的耗損功率小，在燈具內(nèi)發(fā)熱量就小，也就降低了燈具的溫升，對延緩LED的光衰有利。
3.高功率因數(shù) ：隨著社會對供電質(zhì)量的要求不斷提高，人們越來越關(guān)注用電設(shè)備帶來的電能質(zhì)量和諧波問題。如歐盟已經(jīng)發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定功率大于25W的電源設(shè)備必須具備功率因數(shù)校正電路。而其他很多國家對于30 ~40W的LED驅(qū)動電源，據(jù)說不久也將可能會對功率因數(shù)方面有一定的指標(biāo)要求。
4. 恒流驅(qū)動：現(xiàn)在通行的有兩種：一種是一個恒壓源供多個恒流源，每個恒流源單獨給每路LED供電。這種方式組合靈活，一路LED故障，不影響其他LED的工作，但成本會略高一點。另一種是直接恒流供電，LED串聯(lián)或并聯(lián)運行。它的優(yōu)點是成本低一點，但靈活性差，還要解決某個LED故障不影響其他LED運行的問題。
5.適當(dāng)?shù)妮敵黾y波：輸出紋波會影響LED的光輸出效果。但減小紋波需要使用更高品質(zhì)和容量的電容。為提高電源整體的使用壽命，設(shè)計師往往傾向于采用無電容方案。工程師必須在輸出紋波指標(biāo)上確定折中方案。
6.浪涌保護(hù)：LED抗浪涌的能力是比較差的，特別是抗反向電壓能力。有些LED燈裝在戶外，由于電網(wǎng)負(fù)載的啟甩和雷擊的感應(yīng)，從電網(wǎng)系統(tǒng)會侵入各種浪涌，有些浪涌會導(dǎo)致LED的損壞。因此LED驅(qū)動電源要有抑制浪涌的侵入，保護(hù)LED不被損壞的能力。
7.保護(hù)功能： 電源除了常規(guī)的保護(hù)功能外，最好在恒流輸出中增加LED溫度負(fù)反饋，防止LED溫度過高。
8.防護(hù)方面：對燈具外安裝型結(jié)構(gòu)，電源結(jié)構(gòu)要防水、防潮，外殼要耐曬。
9.要符合安規(guī)和電磁兼容的要求。
要達(dá)到高品質(zhì)的驅(qū)動電源設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，就需要進(jìn)行全面的測試測量分析，如圖1所示，LED照明測試主要包括5個部分：電源質(zhì)量、諧波、功率開關(guān)器件測量、調(diào)制分析以及驅(qū)動輸出參數(shù)測試。
圖1：泰克專門針對LED照明應(yīng)用提供各種測試解決方案組合供客戶選擇
測量驅(qū)動電源的輸入功率、功率因數(shù)和諧波有很多方法，使用具有電源分析功能的泰克示波器產(chǎn)品可以輕松實現(xiàn)這些電能質(zhì)量測量。使用一路通道測量輸入電壓、一路通道測量輸入電流，配合示波器內(nèi)置的PWR電源分析軟件，所有的電能質(zhì)量相關(guān)參數(shù)可以直接顯示在屏幕中。
驅(qū)動電源效率和電源內(nèi)部的開關(guān)損耗直接相關(guān)。降低功率器件的損耗不但是提高電源效率的要求，也是提高系統(tǒng)熱穩(wěn)定性和可靠性的關(guān)鍵因素。不過，功率器件的開關(guān)損耗測量不易實現(xiàn)。由于器件在導(dǎo)通和關(guān)斷工作狀態(tài)下的電壓幅度相差巨大，一般的示波器產(chǎn)品無法在如此大的動態(tài)范圍下準(zhǔn)確測量導(dǎo)通狀態(tài)下的微小電壓，導(dǎo)通損耗無從測量。
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