LED凈化燈照明測試技術分析——驅動電源可靠性和能效成關鍵

近幾年LED凈化燈作為新型節能光源在全球和中國都贏得得了很高的投資熱情和極大關注，并由戶外向室內照明應用市場滲透，中國也涌現出大大小小上萬家LED照明企業。讓LED照明大放異彩的最主要原因正是其宣揚的具有節能、環保、長壽命、易控制、免維護等特點。

    然而頗具諷刺意味的是，我們常常聽聞由于LED凈化燈驅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/使用成本；或者驅動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有得到很好的控制影響了發光品質，使得LED照明的綠色節能優勢大打折扣，甚至影響了市場普及。

    因此，LED凈化燈產業鏈的完善和成熟，驅動電源也是其中重要的一環。但現狀是LED驅動電源的設計和品質局限卻日益成為LED產業發展的“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的測試測量技術和方案。針對這一現狀，泰克公司獨樹一幟，深入到客戶中間，深入了解現場的實際需求，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照明廠商、驅動電源供應商和相關質檢/認證機構獲得更精確的測試結果，保證LED驅動電源的品質，從而促進中國LED照明產業的健康繁榮發展。

圖1：專門針對LED照明應用提供各種測試解決方案組合供客戶選擇。

LED凈化燈驅動電源的可靠性和能效是測試關鍵

    那么，真正高品質的LED凈化燈驅動電源應該具備什么樣的特點或者說應該滿足那些要求呢？泰克公司總結出以下主要的幾個方面：

    1.高可靠性和壽命：驅動電源的壽命要與LED的壽命相適配，特別對像LED路燈的驅動電源，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凈化燈燈具內的結構，這一點尤為重要。因為LED的發光效率隨著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，在燈具內發熱量就小，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：隨著社會對供電質量的要求不斷提高，人們越來越關注用電設備帶來的電能質量和諧波問題。如歐盟已經發布標準，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驅動電源，據說不久也將可能會對功率因數方面有一定的指標要求。

    4. 恒流驅動：現在通行的有兩種：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串聯或并聯運行。它的優點是成本低一點，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.適當的輸出紋波：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凈化燈裝在戶外，由于電網負載的啟甩和雷擊的感應，從電網系統會侵入各種浪涌，有些浪涌會導致LED的損壞。因此LED驅動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。

    要達到高品質的驅動電源設計標準，就需要進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個部分：電源質量、諧波、功率開關器件測量、調制分析以及驅動輸出參數測試。

圖2：LED照明驅動電源的關鍵測試項目。

    電源質量、諧波和功率器件的全面快速分析

    測量驅動電源的輸入功率、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品可以輕松實現這些電能質量測量。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，所有的電能質量相關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發測試。

    驅動電源效率和電源內部的開關損耗直接相關。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鍵因素。不過，功率器件的開關損耗測量不易實現。由于器件在導通和關斷工作狀態下的電壓幅度相差巨大，一般的示波器產品無法在如此大的動態范圍下準確測量導通狀態下的微小電壓，導通損耗無從測量。

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