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瞑水
7 years ago
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1 LED 照明驱动的测量技术校正偏移后 W

2 大纲 LED 照明的测量技术 TEKTRONIX 的 LED 照明测试方案及特点

3 LED 对驱动电源的要求高可靠性特别像 LED 路灯的驱动电源, 装在高空, 维修不方便, 维修的花费也大高效率 LED 是节能产品, 驱动电源的效率要高对于电源安装在灯具内的结构, 尤为重要因为 LED 的发光效率随着 LED 温度的升高而下降, 所以 LED 的散热非常重要电源的效率高, 它的耗损功率小, 在灯具内发热量就小, 也就降低了灯具的溫升对延缓 LED 的光衰有利高功率因素功率因素是电网对负载的要求一般 70 瓦以下的用电器, 没有强制性指标虽然功率不大的单个用电器功率因素低一点对电网的影响不大, 但晚上大家点灯, 同类负载太集中, 会对电网产生较严重的污染对于 30 瓦 ~40 瓦的 LED 驱动电源, 据说不久的将来, 也许会对功率因素方面有一定的指标要求驱动方式现在通行的有两种 : 一是一个恒压源供多个恒流源, 每个恒流源单独给每路 LED 供电这种方式, 组合灵活, 一路 LED 故障, 不影响其他 LED 的工作, 但成本会略高一点另一种是直接恒流供电,LED 串联或并联运行它的优点是成本低一点, 但灵活性差, 还要解决某个 LED 故障, 不影响其他 LED 运行的问题浪涌保护 LED 抗浪涌的能力是比较差的, 特别是抗反向电压能力加强这方面的保护也很重要有些 LED 灯装在户外, 如 LED 路灯由于电网负载的启甩和雷击的感应, 从电网系统会侵入各种浪涌, 有些浪涌会导致 LED 的损坏因此 LED 驱动电源要有抑制浪涌的侵入, 保护 LED 不被损坏的能力保护功能电源除了常规的保护功能外, 最好在恒流输出中增加 LED 温度负反馈, 防止 LED 温度过高防护方面灯具外安装型, 电源结构要防水防潮, 外壳要耐晒驱动电源的寿命要与 LED 的寿命相适配要符合安规和电磁兼容的要求

4 LED 照明的测试技术铁心损耗 B-H 曲线分析 DC 输出部分输出纹波功率输入桥整流 PFC 稳压 ( 开关 ) 输出整流 ( 电流源 ) LED 分流视在功率 PWM 驱动光隔离误差放大器 PWM 调光功率因数电流谐波总谐波失真 (THD) 调制分析开关损耗导通电阻 SOA

5 电源品质的测试 RMS 值波峰因数有效功率无功功率视在功率功率因数电压和电流相角测量

6 电源质量测量视在功率 = I rms * V rms 虚数轴真实功率无功功率实数轴功率因数 = 真实功率视在功率波峰因数 = V peak 带有 DPO4PWR 的泰克 MSO/DPO4000 示波器 V rms

7 电源质量测量 AC 输入电压和电流

8 谐波测量 THD-F THD-R RMS 测量及每个谐波的幅度和相位 IEC 标准进行测试

9 谐波测量表 EN AC 输入

10 功率器件测量和分析开关传导损耗总功率及能量损耗安全工作区调制分析 BH 曲线分析 dv/dt, di/dt 测量

11 LED 照明的测试技术铁心损耗 B-H 曲线分析 G D 调制分析 PWM 调制驱动 S 开关损耗导通电阻 SOA

12 开关损耗测量简单的开关损耗测量是测量流经开关设备的电压及流经开关设备的电流电源分析软件将计算开点损耗闭点损耗和传导损耗警告 : 电压波形和电流波形之间的定时必须准确带有 DPO4PWR 模块的泰克 MSO/DPO4000 示波器

13 开关损耗测量开点损耗在开关设备从非传导状态变成传导状态时的能量损耗传导损耗开关设备在饱和时的损耗闭点损耗在开关设备从传导状态变成非传导状态时的能量损耗

14 开关电源和能量损耗测量总和 = 开点损耗 + 闭点损耗 + 传导损耗

15 RDS ON 或 Vset 的测试测试技巧 P5205 预热后不接信号短接调整直流偏置设 Ids 为触发源 P5205 接 Vds 在 DUT 不通电的条件下在做一次直流偏置调整选择高分辨率模式通电后尽可能垂直放大 Vds( 以通道不饱和为基准 )

16 安全工作区模板测试用户自定义模板检定设备的工作区域使用下面的公式计算瞬时功率 : P n = V n I n 其中 : P n 是瞬时功率 V n 是电压 I n 是电流 n 是样点测量变量可以包括不同的负载工作温度高和低线路输入电压等等电流轴电压轴黑模板

17 安全工作区测量通过 / 失败结果带有 DPO4PWR 的泰克 MSO/DPO4000 示波器

18 调制分析开关的控制信号电压调制在控制环路的反馈系统中具有重要意义调制太多会导致环路变得不稳定在调制频次较低的区域中, 波形较暗观察到的 PWM 及对脉宽周期和占空比的分析用余辉的功能观察 PWM 信号

19 开点调制分析开关设备的控制信号电压功率管的 DS 端电压波形功率管的 DS 端导通特性分析

20 开点调制分析开关设备电流, 光标读取正脉宽开关设备电流, 光标读取电流幅度

21 dv/dt,di/dt 的测量光标读取 dv/dt 光标读取 di/dt

22 驱动输出的参数测试 DC 输出的纹波电压和纹波电流 DC 输出的电流稳定度 DC 输出功率

23 LED 照明的测试技术 DC 输出电压和电流纹波测试功率测试

24 DC 输出纹波电压测量自动统计测量

25 DC 输出纹波电流测量 LED 的驱动一般多采用恒流驱动, 才能发挥其亮度效率及色彩亮丽的优势 LED 生产商建议 : 纹波电流应介于正向电流的 ±5%~±20% 纹波电流越大,LED 的热能损耗越大, 对结温以及寿命会影响很大 CH1: 电压纹波 CH3: 电流纹波

26 DC 输出功率测量 P=8.37W A=333mA V=25.1V 电流 =333mA, 电压 =25.1V,P=8.37W

27 DC 输出参数测量输出无 / 有电解电容的驱动测试比较 Pin=7.54W 左图 : 有电解电容的输出波形 Pout=6.343W 计算的效率 =Pout/Pin=83.8% 右图 : 无电解电容的输出波形可以看出, 电流波形纹波变大, 需要计算有效值来得到正确的效率

28 PWM 调光测试

29 电流探头 TCP0030 TCPA300+TCP312 TCP202 DPO3000 电压探头 P5200 P5205 P2221 DPO2000 Tektronix 的 LED 照明测试方案及特点 PWR 电源测量和分析模块 DPO4000 DMM4000 AFG3021B

30 MSO/DPO 系列示波器 4000B 系列 3000 系列 2000 系列带宽 1 GHz, 500 MHz, 350 MHz 500 MHz, 300 MHz, 100 MHz 200 MHz, 100 MHz 通道数量 4 条模拟通道 16 条模拟通道 (MSO 系列 ) 2 条或 4 条模拟通道 16 条模拟通道 (MSO 系列 ) 2 条或 4 条模拟通道 16 条模拟通道 (MSO 系列 ) 记录长度 20 M 点 5 M 点 1 M 点波形捕获速率 >50,000 wfm/s >50,000 wfm/s 5,000 wfm/s 并行总线分析是 (MSO 系列 ) 是 (MSO 系列 ) 是 (MSO 系列 ) 选配串行总线分析 I 2 C, SPI CAN, LIN, FlexRay RS-232/422/485/UART I 2 S/LJ/RJ/TDM LAN,1553 I 2 C, SPI CAN, LIN RS-232/422/485/UART I 2 S/LJ/RJ/TDM I 2 C, SPI CAN, LIN RS-232/422/485/UART 选配分析软件包电源分析 HDTV 和自定义视频电源分析 HDTV 和自定义视频 June 2009

31 AFG3000 函数信号源产品 AFG3011 AFG3021B AFG3022B AFG3101 AFG3102 AFG3251 AFG3252 通道数量标准波形正弦方波脉冲其它任意垂直分辨率波形存储器采样率 1 µ Hz - 10 MHz 1 µ Hz - 5 MHz 1 mhz - 5 MHz 1 µ Hz khz 1 mhz - 5 MHz 14 位 128K 250 MS/s 正弦波, 方波, 脉冲, 锯齿波, 噪声, sin(x)/x, 指数上升 / 下降, 高斯, 罗伦兹, Haversine, DC 1 µ Hz - 25 MHz 1 µ Hz MHz 1 mhz MHz 1 µ Hz khz 1 mhz MHz 14 位 128K 250 MS/s 1 µ Hz MHz 1 µ Hz - 50 MHz 1 mhz - 50 MHz 1 µ Hz - 1 MHz 1 mhz - 50 MHz 14 位 128K 高达 1 GS/s 1 µ Hz MHz 1 µ Hz MHz 1 mhz MHz 1 µ Hz MHz 1 mhz MHz 14 位 128K 高达 2 GS/s 幅度 (50Ω) 20 mv to 20 Vpp 10 mv - 10 Vpp 20 mv - 10 Vpp 50 mv to 5V pp 调制远程接口 AM, FM, PM, FSK, PWM, 扫描, 突发 USB, GPIB, LAN

32 数字万用表 DMM4000 系列轻松完成精密多功能测量与分析 DMM4020 DMM4040 DMM4050 分辨率准确度 0.015% % % 高级测量 / 功能 2x4 线电阻测量, 频率 2x4 线电阻测量, 频率, 周期 2x4 线电阻测量, 频率, 周期, 电容, 温度分析极限对比极限对比, TrendPlot TM, 直方图, 统计显示双显 : 数字双显 : 数字与图形外部存储没有 USB USB 连接性 RS232 & USB 转接 LAN, GPIB, RS232 & USB 转接传送速度 ( 读数 / 秒 ) 保修期 3 years 软件 NI LABVIEW SignalExpress Tek 版本 32

NI LabVIEW SignalExpress TE 软件包双显示功能, 同时显示电压电流回读读数或极限值直接数字输入键盘 40 个设置存储 USB 设备借口, 轻松连接 PC PWS4205

33 PWS4000 可编程电源系列精稳输出功能丰富操作简便 0.03% 基本电压准确度 0.05 % 基本电流准确度精确的 1 mv / 0.1 ma 分辨率低噪声, 线性调节远程传感, 修正导线电阻的影响密码保护面板锁定, 预防意外触碰, 输出过大, 损坏备测存储 / 运行 7 个序列, 每序列可设定多达 80 个步进后端输出, 状态与控制线 NI LabVIEW SignalExpress TE 软件包双显示功能, 同时显示电压电流回读读数或极限值直接数字输入键盘 40 个设置存储 USB 设备借口, 轻松连接 PC PWS4205 PWS4305 PWS4323 PWS4602 PWS4721 最大功率 100 W 150 W 96 W 150 W 86 W 电压 0-20 V 0-30 V 0-32 V 0-60 V 0-72 V 电流 0-5 A 0-5 A 0-3 A A A 接口 33 USB

34 完美的测试平台助您轻松应对调试复杂设计

35 谢谢!

LED驱动电源浅析

LED驱动电源浅析 LED 驱动电源选择分析 1 什么是 LED 驱动电源 LED 驱动电源把电源供应转换为特定的电压电流以驱动 LED 发光的电压转换器, 通常情况下 :LED 驱动电源的输入包括高压工频交流 ( 即市电 ) 低压直流高压直流低压高频交流 ( 如电子变压器的输出 ) 等而 LED 驱动电源的输出则大多数为可随 LED 正向压降值变化而改变电压的恒定电流源 LED 电源核心元件包括开关控制器电感器