驅動電源測試指標體系及其測試方法

LED驅動電源測試指標體系及其測試方法提綱LED驅動電源LED驅動電源測試相關標準LED驅動電源測試指標體系LED驅動電源測試方法工程測試應用與分析結束語以綠色5mmLED舉例說明：電壓3.5V時，LED電流為標準值20mA，正常工作當電壓3.8V時，LED電流為50mA，已超過LED的正常使用標準，其壽命及光衰會大幅度惡化當電壓4.2V時，LED電流為110mA，LED將很快損壞。電壓增加10％，電流增加100％以上（1）LED驅動特性Vf-I非線性關系，Vf＝Von＋I×Rd光通量與驅動電流成正比微小的電流波動也會對LED的壽命與光衰產(chǎn)生極大影響→LED最好恒流驅動1.LED驅動電源＋（2）LED驅動電源的重要性驅動電源是大功率LED燈具工作的必需部件LED需要恒流驅動，如果驅動精度不高、性能不穩(wěn)定→LED燈光衰、失效、損壞LED器件本身壽命高達10萬小時，但驅動電源壽命遠低于10萬小時，影響整個燈具的壽命光效是LED最主要指標，驅動環(huán)節(jié)效率不高影響整體光效，目前驅動環(huán)節(jié)的效率一般在70－90％LED驅動目前主流采用高頻開關方式，引發(fā)電磁兼容EMC問題1.LED驅動電源（3）LED驅動電源主要要求恒流（或至少恒壓）高效率高可靠性良好電磁兼容EMC電氣安全性好1.LED驅動電源2.LED驅動電源測試相關標準（1）國外相關標準國外已有LED相關標準18個標準號標準名稱類型1Version1.1，2008.12.19ENERGYSTARProgramRequirementsforSolid-StateLightingLuminairesEligibilityCriteria能源之星SSL燈具程序要求合格標準美國能源部DOE能源之星2Version1.0，2009.12.03ENERGYSTARProgramRequirementsforIntegralLEDLampsEligibilityCriteria能源之星整體式LED燈程序要求合格標準美國能源部DOE能源之星32008.9.30ENERGYSTARManufacturer’sGuideforQualifyingSolid-StateLightingLuminaires能源之星SSL燈具認證的制造商導則美國能源部DOE能源之星4ANSIC78.377-2008Specificationforthechromaticityofsolidestatelightingproducts固態(tài)照明產(chǎn)品的色度測試標準美國國家標準學會ANSI5ANSIC82.SSL1SSLPowerSupply固態(tài)照明電源ANSI6ANSI/IESRP-16-05NomenclatureandDefinitionsforIlluminatingEngineering,IncludesAddendum照明工程的命名和定義，其中附錄a：是照明術語和定義。提供了有關固態(tài)照明行業(yè)標準定義的術語ANSI標準號標準名稱類型7CIE127-2007MeasurementofLEDsLED的測量國際照明委員會CIE8CIE177-2007ColourRenderingofWhiteLEDLightSources白光LED光源的顯色性CIE9IEC60747-12-3Semiconductordevices－part12-3:optoelectronicdevices–Blankdetailspecificationforlight-emittingdiodes–Displayapplication半導體器件第12-3部分：光電子器件顯示用發(fā)光二極管空白詳細規(guī)范國際電工委員會IEC10IEC61347-2-13Lampcontrolgear–Part2-13:ParticularrequirementsforDCorACsuppliedelectroniccontrolgearforLEDmodules燈的控制裝置第2-13部分：LED模塊用直流或交流電子控制裝置的特殊要求IEC11IEC62031LEDmodulesforgenerallighting–Safetyspecifications通用照明用LED模塊－安全規(guī)范IEC12IEC62384-2006DCorACsuppliedelectroniccontrolgearforLEDmodules-PerformancerequirementsLED模塊之交直流電源電子控制裝置－性能要求IEC2.LED驅動電源測試相關標準標準號標準名稱類型13IEC60838-2-2-2006Miscellaneouslampholders.Particularrequirements.ConnectorsforLED-modules各式燈座第2-2部分特殊要求LED模塊用連接器IEC14IESNATM-21-08LumendepreciationlifetimeestimationmethodofLEDLightsourcesLED光源的流明衰減壽命估計方法

北美照明工程學會IES15IESLM79-08ElectricalandPhotometricMeasurementsofSolid-StateLightingProducts固態(tài)照明產(chǎn)品電氣和光度測量IES16IESLM80-08Approvedmethod:measuringLumenmaintenanceofLEDLightSource批準的方法：測量LED光源光通量維持IES17UL8750OutlineofInvestigationforLight-EmittingDiodeLightSourcesforUseinLightingProductsLED光源用于照明產(chǎn)品的檢測大綱美國安全檢測實驗室公司UL18JISC8152-2007Measuringmethodsofwhitelightemittingdiodeforgenerallighting一般照明用白光發(fā)光二極管的測量方法日本國標JIS2.LED驅動電源測試相關標準2.LED驅動電源測試相關標準1）ENERGYSTAR?ProgramRequirementsforSolid-StateLightingLuminairesEligibilityCriteria–Version1.1美國能源部（DOE）能源之星,2008.12.19最終稿適用范圍：用于通用照明或兼有通用照明和裝飾照明、住宅或商業(yè)場合、聯(lián)結到電網(wǎng)的SSL產(chǎn)品不適用范圍：用于指示或純裝飾的；在現(xiàn)有裝置上改造的涉及驅動電源的指標：待機功耗：0；集成有使用狀態(tài)、人員移動監(jiān)測，光控，可獨立尋址裝置的燈具不超過0.5W保修期：3年自動光控：功率大于13W的戶外住宅燈具需有基于光傳感器的白天自動關燈功能，手動或測試操作24H內(nèi)控制可自動恢復2.LED驅動電源測試相關標準功率因數(shù)：住宅用≥0.7，商業(yè)用≥0.9最低工作溫度：戶外用燈具的電源須－20℃或以下電源盒或制造商指定溫度測量點的最大測量溫度：不超過制造商推薦最大值輸出工作頻率：≥120Hz（含穩(wěn)態(tài)和調(diào)光）EMC：住宅用符合FCC(美聯(lián)邦通信委)47CFRPart 15/18ConsumerEmissionLimits

商業(yè)用符合FCC47CFRPart15/18Non- consumerEmissionLimits噪聲：A聲級瞬變保護：電源符合IEEEC.62.41-1991A級；線路瞬變應由2.5KV100KHz環(huán)波7次沖擊（含共模和差模）2.LED驅動電源測試相關標準2）ENERGYSTAR?ProgramRequirementsforIntegralLEDLampsEligibilityCriteria–Version1.0美國能源部（DOE）能源之星，2009.12.03最終稿，2010年8月31日生效適用范圍：非標或用于替換標準白熾燈、裝飾燈、反射燈等的整體式LED燈（LED燈＋集成驅動器＋通過ANSI標準燈座/插座接到供電支路的ANSI標準底座）?？紤]了節(jié)能性和與原燈的相似性。涉及驅動電源的指標：功率因數(shù)：5W以下和低壓燈無最低要求；5W以上 ≥0.7最低工作溫度：－20℃或以下（整燈）工作頻率：≥150Hz（含穩(wěn)態(tài)和調(diào)光）EMC：整燈符合FCC47CFRPart15(consumeruse)噪聲：整燈在A聲級之內(nèi)瞬變保護：驅動電源符合IEEEC.62.41-1991A級；線路瞬變應由2.5KV100Hz環(huán)波7次沖擊（含共模和差模）工作電壓：交流120、240、277V；或交直流12、24V效率：只有整燈光效限制壽命：只有整燈壽命L70（裝飾燈15000H，所有其他燈25000H）保修期：3年2.LED驅動電源測試相關標準3）UL8750-2009：StandardforSafetyforLightEmittingDiode(LED)EquipmentforUseinLightingProducts美國ANSI/UL（UnderwritersLaboratoriesInc）,覆蓋工作在400-700nm可見光譜的光源或其他照明設備的LED設備及其部件，包括LED驅動器，控制器，LED陣列，LED模塊，殼體。2009.11.18涉及驅動電源的性能測試：測試環(huán)境：房間，溫度，供電條件輸入電流、功率：額定負載和額定輸入電壓下不超過110％額定值工作溫度：部件，電氣絕緣體，表面絕緣電壓耐久測試2.LED驅動電源測試相關標準異常測試：部件故障，輸出加載50W功率點測試漏電流測試環(huán)境測試：防濕，防水。4）IEC62384-2006：DCorACsuppliedelectroniccontrolgearforLEDmodules-Performancerequirements

等效國標：GB/T24825-20095）IEC61347-2-13:2006：Lampcontrolgear–Part2-13:ParticularrequirementsforDCorACsuppliedelectroniccontrolgearforLEDmodules

等效國標：GB19510.14-20092.LED驅動電源測試相關標準（2）國內(nèi)相關標準國內(nèi)已有LED相關標準39個2.LED驅動電源測試相關標準標準號標準名稱類型1GB/T24823-2009普通照明用LED模塊性能要求國標2GB/T24824-2009普通照明用LED模塊測試方法國標3GB/T24825-2009LED模塊用直流或交流電子控制裝置性能要求國標4GB/T24826-2009普通照明用LED和LED模塊術語和定義國標5GB/T24827-2009道路與街路照明燈具性能要求國標6GB/T24819-2009普通照明用LED模塊安全要求國標7GB19510.14-2009燈的控制裝置第14部分：LED模塊用直流或交流電子控制裝置的特殊要求國標8GB19651.3-2008雜類燈座第2-2部分：LED模塊用連接器的特殊要求國標9GB/T8904.3-2002半導體器件第12-3部分:光電子器件顯示用發(fā)光二極管空白詳細規(guī)范國標10SJ/T11393-2009半導體光電子器件-功率發(fā)光二極管空白詳細規(guī)范工信部行業(yè)標準11SJ/T11394-2009半導體發(fā)光二極管測試方法工信部行業(yè)標準12SJ/T11395-2009半導體照明術語工信部行業(yè)標準13SJ/T11396-2009氮化鎵基發(fā)光二極管用藍寶石襯底片工信部行業(yè)標準14SJ/T11397-2009半導體發(fā)光二極管用熒光粉工信部行業(yè)標準15SJ/T11398-2009功率半導體發(fā)光二極管芯片技術規(guī)范工信部行業(yè)標準16SJ/T11399-2009半導體發(fā)光二極管芯片測試方法工信部行業(yè)標準17SJ/T11400-2009半導體光電子器件小功率發(fā)光二極管空白詳細規(guī)范工信部行業(yè)標準18SJ/T11401-2009半導體發(fā)光二極管產(chǎn)品系列型譜工信部行業(yè)標準2.LED驅動電源測試相關標準19SJ/T11281-2007發(fā)光二極管（LED）顯示屏測試方法信產(chǎn)部行標20SJ/T11141-2003LED顯示屏通用規(guī)范信產(chǎn)部行標21SJ/T2355-2005半導體發(fā)光器件測試方法信產(chǎn)部行標22SJ/T10263-91電子元器件詳細規(guī)范半導體集成電路CD7666GP型雙五點LED電平顯示驅動器信產(chǎn)部行標23SJ/T10258-91電子元器件詳細規(guī)范半導體集成電路CD1405CP型五點LED電平顯示驅動器信產(chǎn)部行標24SJ/T10077-91電子元器件詳細規(guī)范半導體集成電路CJ75491型MOS-LED顯示驅動器信產(chǎn)部行標25SJ/T10947-1996電子元器件詳細規(guī)范FG341052、FG343053型半導體綠色發(fā)光二極管信產(chǎn)部行標26SJ/T10948-1996電子元器件詳細規(guī)范FG313052、FG314053、FG313054、FG314055型半導體紅色發(fā)光二極管信產(chǎn)部行標27SJ52146/1-96GS1113型LED紅色數(shù)碼管詳細規(guī)范信產(chǎn)部行標28SJ50033/147-2000半導體光電子器件GF1121型LED指示燈詳細規(guī)范信產(chǎn)部行標29LB/T001-2008整體式LED路燈的測量方法半導體照明產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟行標30LB/T002-2009半導體照明試點示范工程LED道路照明產(chǎn)品技術規(guī)范半導體照明產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟行標2.LED驅動電源測試相關標準31JT/T606.3-2004高速公路監(jiān)控設施通信規(guī)程第3部分：LED可變信息標志交通部行標32JTT597-2004LED車道控制標志交通部行標33TB/T3085.1-2003鐵道客車車廂用燈第1部分：臥鋪車廂用LED地燈鐵道部行標34TB/T3085.2-2003鐵道客車車廂用燈第2部分：臥鋪車廂用LED床頭閱讀燈鐵道部行標35GA/T484-2004LED道路交通誘導可變標志公安部行標36DB35/T810-2008普通照明用LED燈具(固定式、可移式、嵌入式)福建地方標準37DB44/T609-2009

LED路燈廣東地方標準38DB31/T468.1-2009采用LED技術的照明工程施工與驗收規(guī)范第1部分：施工規(guī)范上海地方標準39DB31/T468.2-2009采用LED技術的照明工程施工與驗收規(guī)范第2部分：驗收規(guī)范上海地方標準2.LED驅動電源測試相關標準1）GB/T24825-2009:LED模塊用直流或交流電子控制裝置性能要求國標，針對使用250V以下直流電源和50/60Hz1000V以下交流電源、工作頻率不同于電源頻率的電子控制裝置，2009.12.15發(fā)布，2010.05.01生效涉及驅動電源的指標：輸出電壓電流：啟動值，工作值線路總功率：≤110％聲稱值線路功率因數(shù)：與標志值差異≤0.05電源電流：與標志/宣稱值差異≤10％聲頻阻抗2.LED驅動電源測試相關標準異常條件下的工作試驗：開路，短路耐久性：溫度循環(huán)沖擊試驗，電源電壓開關試驗，工作耐久性試驗能效等級：非隔離式，隔離式2）GB19510.14-2009：燈的控制裝置第14部分：LED模塊用直流或交流電子控制裝置的特殊要求國標，對象類似1），2009.10.15發(fā)布，2010.12.01生效涉及驅動電源的指標：防止意外接觸帶電部件的措施：絕緣/接地/接線端子介電強度爬電距離和電氣間隙異常狀態(tài)合格性：恒壓型/恒流型，開路/過載/短路2.LED驅動電源測試相關標準3）LB/T001-2009整體式LED路燈測量方法行業(yè)標準，國家半導體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，針對交流50Hz/220V電源供電的并在內(nèi)置控制器（自鎮(zhèn)流）或外置控制器驅動下穩(wěn)定工作的用于道路和街路照明的整體式LED路燈涉及驅動電源的指標：基本電學性能：電壓/電流/功率/功率因數(shù)/頻率(列出)EMC：無線電騷擾（GB17743），電磁兼容抗擾度（GB/T18595），輸入諧波電流2.LED驅動電源測試相關標準4）LB/T002-2009：半導體照明試點示范工程LED道路照明產(chǎn)品技術規(guī)范行業(yè)標準，國家半導體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，針對220V50Hz交流供電的LED道路照明產(chǎn)品，2009.10.01發(fā)布，2009.11.01實施涉及驅動電源的指標：功率因數(shù)：整燈≥0.9防護要求：IP65EMC：無線電騷擾（GB17743），電磁兼容抗擾度（GB/T18595），輸入諧波電流（GB17625.1）2.LED驅動電源測試相關標準3.LED驅動電源測試指標體系（1）輸入特性指標輸入電流：額定負載和額定輸入電壓下不超過110％額定值輸入功率：額定負載和額定輸入電壓下不超過110％額定值輸入電壓精確度輸入頻率精確度輸入電流諧波輸入電壓諧波功率因數(shù)待機功耗（2）輸出特性指標輸出電壓：啟動值，工作值恒壓型恒壓特性：穩(wěn)壓系數(shù)，電網(wǎng)調(diào)整率，電壓調(diào)整率，負載調(diào)整率，精度，電壓溫度系數(shù)輸出電流：啟動值，工作值恒流型恒流特性：穩(wěn)流系數(shù)，電網(wǎng)調(diào)整率，電壓調(diào)整率，負載調(diào)整率，精度，電流溫度系數(shù)工作頻率:PWM至少100Hz以上,人眼才不會感到閃爍;一般200Hz~1KHz效率輸出紋波：電壓（恒壓型）/電流（恒流型）3.LED驅動電源測試指標體系VI紋波電流輸出紋波電壓/電流的原因：高頻開關方式特點，頻率100－100KHz紋波危害：功率損失；接地電容發(fā)熱（一般均采用電解電容,發(fā)熱會造成容值改變,甚至漏電解液,造成短路,燒PCB的狀況發(fā)生）（3）暫態(tài)特性指標開機過沖幅值：電壓（恒壓型）/電流（恒流型）開機時間關機時間負載突變響應： 電壓(恒壓型)過沖幅值電流(恒壓型)過沖幅值響應時間3.LED驅動電源測試指標體系（4）保護特性指標開路：有/無，保護方式短路：有/無，保護方式過載：有/無，保護點，保護方式過溫：有/無，保護點，保護方式3.LED驅動電源測試指標體系（5）EMC特性指標1）EMI（GB17743＋GB17625.1）傳導發(fā)射騷擾（電壓）：電源端子，負載端子，控制端子輻射電磁騷擾（場強）諧波電流發(fā)射2）EMS（GB/T18595＋GB/T17626）射頻電磁場輻射抗擾度工頻磁場抗擾度電快速瞬變脈沖群抗擾度射頻場感應的傳導騷擾抗擾度電壓暫降、短時中斷、電壓變化抗擾度靜電放電抗擾度浪涌抗擾度3.LED驅動電源測試指標體系（6）環(huán)境適應性指標工作溫度：上下限工作濕度：上下限存放溫度：上下限存放濕度：上下限防護等級：防濕，防水，防塵，防腐蝕氣體抗振：上限振幅、頻率3.LED驅動電源測試指標體系（7）電氣安全特性指標絕緣耐壓絕緣電阻接地電阻漏電流介電強度爬電距離電氣間隙3.LED驅動電源測試指標體系（8）可靠性及其他指標壽命耐久性：溫度循環(huán)沖擊次數(shù)，電源電壓開關次數(shù)，工作耐久性H噪聲等級保修期3.LED驅動電源測試指標體系4.LED驅動電源測試方法（1）輸出電壓特性測試方法絕對穩(wěn)壓系數(shù)：K1=△U0/△Ui25℃及額定負載，△U0為輸出直流變化量，△Ui為輸入電網(wǎng)變化量電網(wǎng)調(diào)整率：K2=△U0/U0n25℃及額定負載，△U0為輸入電網(wǎng)電壓由額定±10%時輸出U0的變化量，U0n為標稱輸出電壓電壓調(diào)整率：K3=△U0/U0n25℃及額定負載，△U0為輸入電壓上下限時輸出電壓與標稱輸出電壓U0n的最大偏差負載調(diào)整率：K4=△U0/U0n25℃及標稱輸入電壓，△U0為額定負載下輸出電壓U0n與空載或最小負載下輸出電壓的偏差輸出電壓精度K5=△U0/U0n

標稱輸入電壓和額定負載下，△U0為輸出電壓測量值與標稱值U0n之間的差值電壓溫度系數(shù)K6=△U0/（U0n×△T）把電源放在溫度控制箱內(nèi)，在標稱輸入電壓和額定負載下，U0n為25℃環(huán)境溫度下的輸出電壓，U0h為控制箱溫度升到最高工作溫度并穩(wěn)定15~30分鐘后的輸出電壓，U0l為控制箱溫度降到最低工作溫度并穩(wěn)定15~30分鐘后的輸出電壓，△U0為U0h、U0l與U0n的偏差，△T為最高工作溫度、最低工作溫度與25℃的偏差。

K6為最高溫度下、最低溫度下分別計算出的溫度系數(shù)的大值。4.LED驅動電源測試方法（2）輸出電流特性測試方法絕對恒流系數(shù)：K1=△I0/△Ui25℃及額定負載，△I0為輸出直流電流變化量，△Ui為輸入電網(wǎng)變化量電網(wǎng)調(diào)整率：K2=△I0/I0n25℃及額定負載，△I0為輸入電網(wǎng)電壓由額定±10%時輸出電流I0的變化量，I0n為標稱輸出電流電壓調(diào)整率：K3=△I0/I0n25℃及額定負載，△I0為輸入電壓上下限時輸出電流與標稱輸出電流I0n的最大偏差負載調(diào)整率：K4=△I0/I0n25℃及標稱輸入電壓，△I0為額定負載下輸出電流I0n

與空載或最小負載下輸出電流的偏差4.LED驅動電源測試方法輸出恒流精度K5=△I0/I0n

標稱輸入電壓和額定負載下，△I0為輸出電流測量值與標稱值I0n之間的差值電流溫度系數(shù)K6=△I0/（I0n×△T）把電源放在溫度控制箱內(nèi)，在標稱輸入電壓和額定負載下，I0n為25℃環(huán)境溫度下的輸出電流，I0h為控制箱溫度升到最高工作溫度并穩(wěn)定15~30分鐘后的輸出電流，I0l為控制箱溫度降到最低工作溫度并穩(wěn)定15~30分鐘后的輸出電流，△I0為I0h、I0l與I0n的偏差，△T為最高工作溫度、最低工作溫度與25℃的偏差。

K6為最高溫度下、最低溫度下分別計算出的溫度系數(shù)的大值。4.LED驅動電源測試方法4.LED驅動電源測試方法（3）效率測試方法效率＝輸出功率W0/輸入功率Wi25℃、標稱輸入電壓和額定負載下輸入功率Wi：直流輸入時＝輸入直流電壓×輸入直流電流交流輸入時＝視在功率？有功功率？輔助電路（檢測反饋、控制、比較放大、電源芯片等）由單一輸入電源供電時＝主電路輸入功率？主電路輸入功率＋輔助電路輸入功率？輔助電路由輔助電源供電時＝主電源輸入功率？主電源輸入功率＋輔助電源輸入功率？輸出功率W0＝輸出直流電壓U×輸出直流電流I：輔助電路由直流輸出供電時＝LED負載功率？LED負載功率＋輔助電路功率？有多種負載（顯示、指示、音頻、通信等）時＝LED負載功率？LED負載功率＋其他負載功率？有儲能設備（蓄電池等）時：串行工作模式＝LED負載功率？并行工作模式＝LED負載功率？LED負載功率＋蓄電池輸入功率？4.LED驅動電源測試方法4.LED驅動電源測試方法（4）空載功率測試方法平均功率法：在某設定時間段內(nèi)的平均功率,可設時間要大于5min能量累積法：在某設定時間段內(nèi)計算所累積的能量,再除以時間以得到功率?？稍O時間要大于5min，累積能量須大于200倍的分辨率。實際一般功率表都用硬件乘法器來量