LED凈化燈照明測試技術(shù)分析——驅動(dòng)電源可靠性和能效成關(guān)鍵

近幾年LED凈化燈作為新型節能光源在全球和中國都贏(yíng)得得了很高的投資熱情和極大關(guān)注，并由戶(hù)外向室內照明應用市場(chǎng)滲透，中國也涌現出大大小小上萬(wàn)家LED照明企業(yè)。讓LED照明大放異彩的最主要原因正是其宣揚的具有節能、環(huán)保、長(cháng)壽命、易控制、免維護等特點(diǎn)。

    然而頗具諷刺意味的是，我們常常聽(tīng)聞?dòng)捎?/span>LED凈化燈驅動(dòng)電源本身的壽命直接拖累LED照明燈具變得并不“長(cháng)壽”，極大地增加了維護/使用成本；或者驅動(dòng)電源的效率不高導致LED照明燈具的能效轉換比并不是想象中那么高，或者由于輸出電流紋波沒(méi)有得到很好的控制影響了發(fā)光品質(zhì)，使得LED照明的綠色節能優(yōu)勢大打折扣，甚至影響了市場(chǎng)普及。

    因此，LED凈化燈產(chǎn)業(yè)鏈的完善和成熟，驅動(dòng)電源也是其中重要的一環(huán)。但現狀是LED驅動(dòng)電源的設計和品質(zhì)局限卻日益成為L(cháng)ED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“后腿”，因此電源模塊廠(chǎng)商、燈具制造商都越來(lái)越重視采用先進(jìn)的測試測量技術(shù)和方案。針對這一現狀，泰克公司獨樹(shù)一幟，深入到客戶(hù)中間，深入了解現場(chǎng)的實(shí)際需求，制定出針對LED垂直應用的各種解決方案組合，旨在幫助更多的中國LED照明廠(chǎng)商、驅動(dòng)電源供應商和相關(guān)質(zhì)檢/認證機構獲得更精確的測試結果，保證LED驅動(dòng)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。

圖1：專(zhuān)門(mén)針對LED照明應用提供各種測試解決方案組合供客戶(hù)選擇。

LED凈化燈驅動(dòng)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凈化燈驅動(dòng)電源應該具備什么樣的特點(diǎn)或者說(shuō)應該滿(mǎn)足那些要求呢？泰克公司總結出以下主要的幾個(gè)方面：

    1.高可靠性和壽命：驅動(dòng)電源的壽命要與LED的壽命相適配，特別對像LED路燈的驅動(dòng)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凈化燈燈具內的結構，這一點(diǎn)尤為重要。因為L(cháng)ED的發(fā)光效率隨著(zhù)LED溫度的升高而下降，所以L(fǎng)ED的散熱非常重要。電源的效率高，它的耗損功率小，在燈具內發(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：隨著(zhù)社會(huì )對供電質(zhì)量的要求不斷提高，人們越來(lái)越關(guān)注用電設備帶來(lái)的電能質(zhì)量和諧波問(wèn)題。如歐盟已經(jīng)發(fā)布標準，規定功率大于25W的電源設備必須具備功率因數校正電路。而其他很多國家對于30 ~40W的LED驅動(dòng)電源，據說(shuō)不久也將可能會(huì )對功率因數方面有一定的指標要求。

    4. 恒流驅動(dòng)：現在通行的有兩種：一種是一個(gè)恒壓源供多個(gè)恒流源，每個(gè)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(huì )略高一點(diǎn)。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(diǎn)是成本低一點(diǎn)，但靈活性差，還要解決某個(gè)LED故障不影響其他LED運行的問(wèn)題。

    5.適當的輸出紋波：輸出紋波會(huì )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，設計師往往傾向于采用無(wú)電容方案。工程師必須在輸出紋波指標上確定折中方案。

    6.浪涌保護：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凈化燈裝在戶(hù)外，由于電網(wǎng)負載的啟甩和雷擊的感應，從電網(wǎng)系統會(huì )侵入各種浪涌，有些浪涌會(huì )導致LED的損壞。因此LED驅動(dòng)電源要有抑制浪涌的侵入，保護LED不被損壞的能力。

    7.保護功能： 電源除了常規的保護功能外，最好在恒流輸出中增加LED溫度負反饋，防止LED溫度過(guò)高。

    8.防護方面：對燈具外安裝型結構，電源結構要防水、防潮，外殼要耐曬。

    9.要符合安規和電磁兼容的要求。

    要達到高品質(zhì)的驅動(dòng)電源設計標準，就需要進(jìn)行全面的測試測量分析，如圖1所示，LED凈化燈照明測試主要包括5個(gè)部分：電源質(zhì)量、諧波、功率開(kāi)關(guān)器件測量、調制分析以及驅動(dòng)輸出參數測試。

圖2：LED照明驅動(dòng)電源的關(guān)鍵測試項目。

    電源質(zhì)量、諧波和功率器件的全面快速分析

    測量驅動(dòng)電源的輸入功率、功率因數和諧波有很多方法，使用具有電源分析功能的示波器產(chǎn)品可以輕松實(shí)現這些電能質(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，配合示波器內置的PWR電源分析軟件，所有的電能質(zhì)量相關(guān)參數可以直接顯示在屏幕中。

 圖3：帶有PWR電源分析模塊的泰克示波器可直接顯示各種測量參數，幫助電源工程師輕松完成開(kāi)發(fā)測試。

    驅動(dòng)電源效率和電源內部的開(kāi)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，也是提高系統熱穩定性和可靠性的關(guān)鍵因素。不過(guò)，功率器件的開(kāi)關(guān)損耗測量不易實(shí)現。由于器件在導通和關(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(wú)法在如此大的動(dòng)態(tài)范圍下準確測量導通狀態(tài)下的微小電壓，導通損耗無(wú)從測量。

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