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艾德克斯多通道電子負(fù)載在LED驅(qū)動(dòng)源上的測(cè)試方案
摘要：低效率的LED驅(qū)動(dòng)源影響了LED燈的整體節(jié)能效果,。性能優(yōu)良,、率,、高可靠性,、長(zhǎng)壽命的驅(qū)動(dòng)是保證LED發(fā)光品質(zhì)及整體性能的關(guān)鍵。因此,，在LED驅(qū)動(dòng)源的研發(fā),、生產(chǎn)線、質(zhì)檢部門(mén)都需要能夠模擬LED的直流負(fù)載,，艾德克斯IT8700多通道電子負(fù)載可以提供專業(yè)的CR‐LED功能,，結(jié)合IT7300、IT7600交流源,，可以對(duì)LED驅(qū)動(dòng)源進(jìn)行完整可靠的測(cè)試,，大大提高測(cè)試效率。
LED燈由于其發(fā)光效率高,、能耗小,、壽命長(zhǎng)的特性，廣泛應(yīng)用在消費(fèi)電子市場(chǎng)(如LED電視,、手機(jī)),、汽車領(lǐng)域(LED頭燈、霧燈,、轉(zhuǎn)向燈,、剎車燈)和公共服務(wù)(交通信號(hào)燈、路燈等),。目前也非常快速地滲透進(jìn)了家庭和辦公場(chǎng)所,，逐漸取代了熒光燈和白熾燈,。因爲(wèi)家庭和辦公市場(chǎng)是一個(gè)容量巨大的市場(chǎng)，因此吸引了眾多投資者參與LED行業(yè),。如何成為L(zhǎng)ED市場(chǎng)的者,，除了需要關(guān)注LED本身的質(zhì)量和成本，LED驅(qū)動(dòng)源也是LED供電的重要組成部分,。
LED燈是電流控制的半導(dǎo)體裝置,，由很多LED串并聯(lián)組成，用于提高其亮度,。LED驅(qū)動(dòng)源是直流輸出的恒流源,，用于將交流市電轉(zhuǎn)換為直流電供LED發(fā)光,。對(duì)于LED驅(qū)動(dòng)源的測(cè)試，轉(zhuǎn)換效率的測(cè)試非常重要,，不僅減少能量以熱能形式的浪費(fèi),，還能降低溫度，延長(zhǎng)LED的使用壽命,。目前LED驅(qū)動(dòng)源的生產(chǎn)廠家的目標(biāo)都是提高LED驅(qū)動(dòng)源的效率,，目前往往采用提高工作電壓，降低工作電流的方法,，此方法還能節(jié)約銅原料的使用,。除了效率的考慮，LED燈的耗能必須減少,，根據(jù)環(huán)境做出亮度調(diào)節(jié)也是一種節(jié)約LED電能的好辦法,。因此，LED驅(qū)動(dòng)源必須是電流控制型,，樶好具備亮度調(diào)節(jié)功能,。
幾乎所有的電源生產(chǎn)廠家都會(huì)投資生產(chǎn)LED驅(qū)動(dòng)源，沒(méi)有人愿意錯(cuò)過(guò)這個(gè)日漸發(fā)展壯大的市場(chǎng),，相比于傳統(tǒng)的恒壓電源,，LED驅(qū)動(dòng)源沒(méi)有固定的輸出電壓(在一定的范圍內(nèi))。其輸出電壓是由LED的導(dǎo)通電壓和導(dǎo)通電阻決定的,，LED的I‐V曲線不同于純阻性,、感性或容性負(fù)載，如圖一所示,，當(dāng)加載電壓小于導(dǎo)通電壓VF時(shí),，幾乎不導(dǎo)通，即沒(méi)有電流產(chǎn)生,，這種LED的特性對(duì)其驅(qū)動(dòng)電源也提出了較為嚴(yán)格的要求,。
通常，LED驅(qū)動(dòng)源的測(cè)試方法有幾種：1,、利用真實(shí)的LED燈測(cè)試;2,、用電阻進(jìn)行加載;3、使用電子負(fù)載的CR或CV模式加載,。
然而,，這些測(cè)試方法都有其缺陷。LED有一個(gè)正向?qū)妷篤F,，導(dǎo)通后有一等效阻值,。如果使用電阻進(jìn)行拉載，電阻的I‐V曲線無(wú)法模擬LED的I‐V曲線,，這會(huì)導(dǎo)致LED驅(qū)動(dòng)源無(wú)法啟動(dòng),。當(dāng)客戶使用電子負(fù)載進(jìn)行拉載時(shí),，若是采用CR或CV模式也只能模擬LED在穩(wěn)定工作時(shí)的狀態(tài)，而無(wú)法模擬開(kāi)啟過(guò)程或者PWM亮度調(diào)節(jié)特性,?？赡軐?dǎo)致LED驅(qū)動(dòng)源工作不正常或觸發(fā)其保護(hù)環(huán)路,。
這樣看來(lái),，好像只有使用真實(shí)的LED作為負(fù)載才能滿足嚴(yán)格的測(cè)試要求。然而,，由于實(shí)際LED驅(qū)動(dòng)源需要供應(yīng)不同品牌,、不同規(guī)格、串并聯(lián)情況各不同的LED燈,，若逐一測(cè)試各種LED燈則需花費(fèi)高昂的測(cè)試成本,，加上LED產(chǎn)品的老化的考慮和實(shí)驗(yàn)的不可重復(fù)性，使得大規(guī)模的批量測(cè)試變得尤為不易,。
如果電子負(fù)載能夠仿真各種不同LED的組合來(lái)測(cè)試,，就可達(dá)到快速又低廉的成本。艾德克斯IT8700是一款高精度,、多通道電子負(fù)載,，每個(gè)機(jī)框可自由選擇四個(gè)模組，其中IT8733,、IT8733B,、IT8722和IT8723模塊還帶有CR‐LED功能，可以模擬LED燈珠的I‐V特性,，測(cè)試LED恒流驅(qū)動(dòng)源,。IT8722、IT8723,、IT8722B為雙通道模組,，因此，主機(jī)框結(jié)合擴(kuò)展機(jī)框輸入多達(dá)16個(gè)通道,，極大提高了測(cè)試效率,。多種規(guī)格及寬廣的輸入電壓電流范圍，靈活滿足客戶的不同需求,。可以滿足LED驅(qū)動(dòng)源生產(chǎn)廠家的批量測(cè)試的需求,。
艾德克斯另一款電子負(fù)載IT8912E具有更為專業(yè)的CR‐LED模式,，采用硬件仿真LED特性，響應(yīng)速度更快,，帶寬更寬,，并有PWM調(diào)光輸出,，對(duì)于帶調(diào)光功能的LED驅(qū)動(dòng)源則無(wú)需配置波形發(fā)生器，非常適合LED驅(qū)動(dòng)源研發(fā)階段的測(cè)試,。
客戶只需要打開(kāi)負(fù)載的CR‐LED模式,，通過(guò)LED穩(wěn)定工作點(diǎn)的電壓、電流計(jì)算出導(dǎo)通電壓和串聯(lián)電阻,，如圖三所示,，設(shè)置負(fù)載的CR值和Vd值，即可模擬不同的LED待測(cè)物,。
在IT8912E的CR‐LED模式中還需計(jì)算出Coeff系數(shù),，即回路中Rd上電壓占總電壓的比例，設(shè)置值范圍在0.08～1之間,，這個(gè)參數(shù)在仿真同一種類型的LED但串聯(lián)的個(gè)數(shù)不同時(shí)就顯得十分方便,。
由于恒流源的電流紋波較大，當(dāng)電子負(fù)載工作在CR‐LED模式時(shí)更符合真實(shí)LED帶載的波形;而傳統(tǒng)電子負(fù)載工作在CV模式下不能模擬真實(shí)的LED燈珠,，容易產(chǎn)生振蕩,。
在測(cè)試LED驅(qū)動(dòng)源效率時(shí)，前端可以同時(shí)采用艾德克斯IT7300,、IT7600系列交流電源輸入,，不僅內(nèi)置高精度功率計(jì)，還能模擬電網(wǎng)波動(dòng),、瞬斷,、并具有任意波形發(fā)生的功能。也可以采用ITS9500電源測(cè)試系統(tǒng),，此系統(tǒng)可以測(cè)試DC‐DC,、AC‐DC等各種電源模塊，自動(dòng)測(cè)試項(xiàng)目高達(dá)四五十項(xiàng),，并具有完善的報(bào)警,、數(shù)據(jù)記錄、管理權(quán)限的設(shè)置等等,。
除了IT8700多通道電子負(fù)載以及IT8912E可以提供LED模擬功能,，艾德克斯IT8500+、IT8800,、IT8900系列電子負(fù)載,，均有CR‐LED模式，并提供了可編程操作和記錄數(shù)據(jù)的功能,，常常用于測(cè)試電源(模塊)和電池,，廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車電子,、UPS電源,、太陽(yáng)能、LED照明等領(lǐng)域的測(cè)試,。